摩擦焊是一种优质、精密、高效、节能的固态焊接技术,已广泛应用到工业生产的各个领域。特别在航空、航天、能源、海洋开发等高技术领域更显示出了独特的优越性,成为一种最可靠和最可信赖的焊接方法。径向压力摩擦焊是一种新型的摩擦焊,通过径向加力实现轴向焊接的工艺,弹带的摩擦焊则是实现圆周面焊接的新工艺。弹带的装配技术,是提高弹丸战斗力的关键技术,多年来一直是困扰我国炮弹设计制造的技术瓶颈。纵观国际上弹带装配技术的发展趋势,弹带摩擦焊接技术是目前国际上重点研究的弹带装配技术,是解决弹带与弹体连接的最好方法。而要对弹带进行摩擦焊接,主要是要看进行摩擦焊时夹持模型是否防扭。 论文应用高级非线性有限元软件Marc,对径向摩擦焊的夹持模型进行三维非线性接触摩擦有限元分析比较,重点对弹体及过渡套两者之间的相对位移进行分析。分别固定弹体顶力和过渡套的正压力,利用二分法将几个力分成若干区域,改变其余两个力的大小,比较出不同受力状态下外加扭矩的不同变化。 模拟分析结果表示:无挡块作用时(对弹体的顶力为0),使弹体相对静止的最大外加扭矩随过渡套上的正压力的增大而增加;有挡块作用时,使弹体相对静止的最大外加扭矩随过渡套上的正压力的增大呈先增大后减小再增大的循环交替变化;当过渡套上的压力固定不变的时候,使弹体相对静止的最大外加扭矩随弹体上的顶力的增大总体上呈先减小后增大再减小的循环交替变化。此结果表明:有挡块作用时,能减少应力集中,改善应力分布不均匀的状况;因此,当弹体上施加的扭矩较大时,有挡块作用比无挡块作用时更容易实现弹体的径向摩擦焊接,焊接质量更高。 此研究为径向摩擦焊夹持模型防扭提供理论依据,对弹带装配技术有指导作用。