不同合金熔接涂层与基体结合状态及硬度研究

为有效修复再制造扭力轴,通过试验研究不同合金粉末熔接涂层及不同厚度熔接涂层与基体的结合状态及力学性能。结果表明:所研究的合金粉末材料均能与基体形成结构致密的冶金结合;随着涂层厚度的增加,熔接涂层与基体界面的分界线越来越明显;熔接涂层的硬度远高于基体的硬度,具有良好的力学性能和耐磨性能。     

随机载荷作用下扭力轴耐久性优化设计

利用多工况下扭力轴随机载荷时间历程,编制了8级扭矩谱;考虑材料性能、疲劳影响系数等因素的分散性,应用疲劳可靠性理论与方法,建立了耐久性分析模型,计算了疲劳寿命与耐久度。在此基础上,以车辆行驶6 000 km时扭力轴的耐久度作为目标,以刚度可靠性、结构尺寸等为约束,构建基于耐久度的结构优化模型;提出了以双循环策略处理耐久性目标、单循环策略处理可靠性约束的优化求解方法,既保证了目标的计算精度,又提高了优化计算的效率。优化结果表明：扭力轴在满足刚度可靠性等约束的条件下,耐久度得到明显的提高。     

激光和去应力处理对陶瓷涂层抗热损伤性能的作用

本文研究了激光处理和去应力退火对等离子喷涂热障涂层抗热损伤性能的影响。利用彩色金相、扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验,对处理前后的组织结构、抗拉强度进行了检测。结果表明:涂层经激光处理后,基体与Ni/Al界面呈铸态组织,其结合强度明显提高;去应力退火使涂层抗热损伤性能提高,尤以24wt％MgO—ZrO_2涂层效果最佳。     

应力波载荷作用下材料断裂韧性JId测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性JId的方法。该方法利用改进的Hopkinson压杆加载Charpy冲击试样,利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波,由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移,在建立的裂纹尖端张开位移COD和裂纹扩展量△a的关系中,令△a=0,可得到裂纹起裂时的临界（COD）,从而确定裂纹的动态起裂点,与其它方法相比,本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数;不需将应变片贴在试样上确定起裂时间,所以该方法可在较高或较低的温度下使用;在动态弹塑性断裂韧性JId的计算中,考虑了材料的动态应力一应变行为,使测得的JId值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。     

应力波载荷作用下材料断裂韧性JId测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性JId的方法。该方法利用改进的Hopkinson压杆加载Charpy冲击试样,利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波,由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移。在建立的裂纹尖端张开位移COD和裂纹扩展量Δa的关系中,令Δa=0,可得到裂纹起裂时的临界（COD）c从而确定裂纹的动态起裂点。与其它方法相比,本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数;不需将应变片贴在试样上确定起裂时间,所以该方法可在较高或较低的温度下使用;在动态弹塑性断裂韧性JId的计算中,考虑了材料的动态应力—应变行为,使测得的JId值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。     

随机载荷作用下自行火炮扭カ轴疲劳可靠性分析与仿真

建立了自行火炮虚拟样机，仿真获得了各典型工况下扭力轴的扭矩载荷时间历程。通过有限元分析、计数统计和合成扩展，获得了扭力轴花键根部最危险部位的全寿命里程二维疲劳应力设计谱。考虑了几何尺寸和疲劳强度影响因素的随机性，利用Monte-Carlo抽样和3-6-1 BP网络仿真了疲劳横向应力的概率密度函数，并获得了扭力轴的p-Sa-Sm-N曲面方程。研究了疲劳横向随机性和纵向随机性的本质区别和计算方法，结合修正二维概率(MTP) Miner准则理论，对扭力轴进行了疲劳可靠性分析。建议扭力轴的大修周期为12 000 km.     

应力波载荷作用下弹塑性断裂全过程的动态分析

本文利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的弹塑性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂、扩展、止裂全过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态断裂韧性、裂纹扩展速度和止裂韧性。 90 7A钢三点弯曲试样的实验结果表明 ,该钢的动态裂纹扩展是先加速后减速过程 ,在 1 4 9× 10 7MPam /s的加载速率下 ,最大裂纹扩展速度为 2 36 13m/s ,动态断裂韧性和止裂韧性分别为JⅠd=5 5 2 .4 2kJ/m2 ,JIa=4 14 .0 5kJ/m2 .     

冲击载荷条件下FAE装药的应力计算

文中主要是针对一次起爆型FAE装药结构,对其进行合理简化,建立了FAE装药结构的简化模型。并对其简化模型进行受力分析,得出了冲击载荷作用下FAE装药的内部应力值大小及其变化过程;利用ANSYS-LS/DYNA对FAE装药的内部应力进行数值模拟,通过比较FAE装药底部应力的理论计算值与数值模拟值,得出了理论计算和数值模拟具有较好的一致性;从而验证简化模型的合理性以及FAE装药内部应力的理论计算值的确切性。     

短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响

运用空间轴对称有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响.研究表明,在拉伸和压缩载荷下,热残余应力可导致不对称的应力分布;热残余应力降低拉伸时的应力传递,加强压缩时的应力传递.     

固体火箭发动机外防热涂层应力应变随温度变化的数值研究

弹(箭)常用的外防热涂料在贮存过程中经常出现裂纹、开裂、脱落等现象。为了研究在不同温度下,外防热涂层的应力应变变化情况,为强度分析提供参考依据,建立了某发动机壳体及涂层的三维有限元模型,研究了随温度变化涂层应力应变的变化特点。计算发现,常温向高温转化时,涂层的各向应力均为负值即压应力,此时应该用最大主应变准则来判断材料是否破坏;常温向低温转化时,各向应变都为负值即压应变,此时应该用Mises应力或者最大拉应力准则来判断结构的安全性。     

爆炸载荷作用下混凝土内应力波速度的测量

根据一维弹性波理论,提出了一种应用行波杆对混凝土内应力波速度进行测量的方法,介绍了该方法的测量原理。设计了该方法中行波杆的长度、外径和材质等关键参数,并构建了在爆炸载荷驱动下的混凝土实验模型,配置了测试系统．实验结果表明,行波杆设计方法正确,各项参数符合测试需求,实验数据真实可靠．     

发射载荷下炸药装药密度对炸药应力和温度的影响

为确定发射载荷下炸药装药密度对装药应力和温度的影响程度,采用LS-DYNA热固耦合分析方法对弹丸膛内发射过程进行了数值模拟,研究了在炸药装药密度均匀和径向不均匀2种情况下装药应力（轴向应力、最大剪应力）和装药温度对发射载荷的响应,为弹丸发射过程中装药密度不均匀对发射安全性的影响提供参考。研究结果表明：装药密度径向不均匀较密度均匀时,装药的轴向应力最大值基本一致,温度最大值减小了0.8%,剪应力最大值增加了10.2%。由于装药密度的径向不均匀,发射载荷下装药内部有明显的剪切作用。     

爆炸载荷作用下混凝土内应力波速度的测量

根据一维弹性波理论,提出了一种应用行波杆对混凝土内应力波速度进行测量的方法,介绍了该方法的测量原理,设计了该方法中行波杆的长度、外径和材质等关键参数,并构建了在爆炸载荷驱动下的混凝土实验模型,配置了测试系统.实验结果表明,行波杆设计方法正确,各项参数符合测试需求,实验数据真实可靠.     

阴天条件下草地和伪装涂层的光谱偏振特性

通过外场实验,研究了在阴天光照条件下,探测角、方位角、探测波段等因素对深绿色、浅绿色伪装涂层和草地偏振度探测结果的影响.结果表明:在阴天光照条件下,伪装涂层偏振度的探测结果主要受探测角和探测波长的影响较大,受探测方位角的影响较小;而探测角、探测波长以及探测方位角的变化对草地偏振度的探测结果影响不大,草地的偏振度始终保持在0.1左右.因此,合理地选择偏振成像探测条件可以使伪装涂层与草地之间的偏振度存在较大差异,利用该差异可以对传统伪装涂层涂覆的目标进行有效地探测和识别,因而偏振成像探测技术具有重要的军事应用价值.     

多因子综合环境下车辆有机涂层的耐蚀性研究

为了研究车辆有机涂层在我国南部沿海、海岛地区的腐蚀电化学机理,以海南岛热带气候为例,在试验室设计了集合湿热、紫外线暴露、中性盐雾和酸性盐雾4种因子的综合环境腐蚀试验,并通过电化学阻抗谱法对某型特种车辆有机涂层的防护性能进行评价。结果表明：该有机涂层的腐蚀过程可分为腐蚀前期(第1周期),涂层处于渗水阶段,整体较完好,低频阻抗模为10¹⁰Ω·cm²数量级;腐蚀中期(2～4周期),涂层各参数变化较小,低频阻抗模由10⁷Ω·cm²减至10⁵Ω·cm²数量级,逐渐出现肉眼可见鼓泡;腐蚀后期(5～9周期),阻抗模为10⁴Ω·cm²数量级,涂层鼓泡逐步破裂,而后出现明显锈迹,涂层完全失效。     

高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载荷作用下的阻尼输出特性和动力学特性,研究分析了内筒和外筒电磁阻尼力的分布特点;重点探究了导磁筒厚度、导电筒厚度、气隙宽度以及磁靴厚度等参数对动力学特性的影响。研究结果表明:双筒型电磁阻尼器的阻尼力主要由内外导电筒提供,外导电筒占据主导部分;内外导磁筒厚度在一定范围内不会对阻尼力产生影响。     

高g值载荷作用下离散颗粒增强复合材料损伤特性研究

针对钻地弹攻击地下深层目标过程中,战斗部离散颗粒增强复合材料装药提前起爆现象进行高g值加载条件下的损伤形式研究。基于一级轻气炮,应用激光测速系统测量试件击靶前速度,压电传感器监测试件击靶端面应力状态,在Taylor冲击加载下的损伤特性进行试验,分析冲击载荷压力对离散颗粒增强复合材料宏观损伤特性的影响及其细观损伤模式及机理。结果表明:随冲击载荷压力不断增大,细观损伤模式为晶体颗粒表面与黏结剂间的剪切脱黏、孪晶带、穿晶断裂以及黏结剂劈裂等,细观损伤裂纹的加剧引起宏观裂纹产生,裂纹扩展断裂从而导致试件宏观损伤。晶体颗粒剪切脱黏强度模型和裂纹扩展断裂强度模型计算与试验结果基本吻合,为离散颗粒增强复合材料细观损伤机理研究提供重要参考依据。     

冲击载荷作用下座钣与卵石炮位耦合特性仿真研究

卵石炮位是考核迫击炮作战性能的重要工况之一,卵石颗粒是一种离散介质,具有连续性特点的有限元网格模拟冲击载荷作用下卵石的运动具有很大的难度。基于有限元与离散元(FEM-DEM)耦合的方法,提出了一种迫击炮在卵石炮位射击的数值模拟方法。建立了具有连续介质特性的迫击炮全炮有限元模型及具有离散介质特性的卵石离散元模型,实现两者的有限元-离散元耦合建模;对整体模型进行重力作用下的密实计算;研究了相同冲击载荷工况下座钣在不同颗粒直径卵石炮位的动态特性,仿真结果与测试值吻合较好。研究表明：在冲击载荷作用下,座钣在卵石炮位上会经历后坐、复进和反跳3个过程,座钣后方的表层卵石颗粒会在座钣的撞击下向后上方飞溅;座钣后侧面筋板受力状况比较恶劣,且随卵石颗粒直径的增大,受力数值和分散程度增大,座钣位移也随卵石颗粒直径的增大而增大。该研究为迫击炮在卵石阵地上发射时座钣的动态特性计算和座钣结构优化设计提供了重要的理论参考价值。     

冲击载荷下磁流变减振器的动态特性研究

磁流变液作为一种新型的智能材料,其优异的特性已经引起国内外专家学者的重视,并对其工程应用作了深入地研究,磁流变减振器已成为减振工程中最有前途的装置之一.本文以火炮反后坐装置为应用背景.探讨了冲击载荷下磁流变减振器的动态特性并进行了实验研究,对磁流变减振器在冲击载荷下的可控性作了研究.     

焊接残余应力的测试及研究

依据应力测量的基本理论,采用LabView语言编程自行设计制备了焊接残余应力测量系统。对45号钢和22SiMn2TiB钢焊缝的焊趾处进行超声冲击处理,并测量处理前、后的残余应力。结果表明,超声冲击处理能够将焊接残余拉应力转变为压应力,45号钢和22SiMn2TiB钢处理前、后的纵向残余应力均值为169、-63、296、-49MPa,下降率分别为137%和117%。