圆柱形预制破片在爆炸冲击作用下的数值分析及结构优化

来源 :塑性工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhejiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为降低一种复合型预制破片在脱离预制破片战斗部时的损伤率,基于实际某井字形圆柱形预制破片尺寸设计了十字形、 米字形和同心圆复合形结构.利用LS-DYNA有限元数值模拟软件对预制破片断面结构进行了动力学分析和结构优化.结果表明:预制破片加强筋之间的外壁上发生了较大变形,距离加强筋越近的位置变形越小.增加加强筋数量和将加强筋沿冲击载荷方向排布利于提升预制破片外壳的整体刚性,井字形断面结构在非径向爆炸载荷时抗爆强度较好,同心圆复合形断面结构抗损伤性能较好且易于加工成形.综合考虑性能和重量条件,采用5片加强筋径向布置、 内圆直径Φ3.6 mm、 壁厚0.22 mm的同心圆复合形圆柱预制破片结构刚度较高、 质量较轻且利于生产制造.
其他文献
为了改善筒形件辊挤成形时的变形均匀性,避免辊挤缺陷的产生,建立了三维实体模型,对纯铝筒体毛坯辊挤成形进行了数值模拟,研究了不同飞边槽圆角半径时辊挤成形的变形行为.模拟结果表明,经过第1道次辊挤成形,随飞边槽圆角半径增大,坯料的变形均匀性因子呈现先减小后增大的趋势,当圆角半径为5 mm时变形均匀性因子最小,变形最均匀;第2道次整形后,随飞边槽圆角半径的增大,产生折叠缺陷的趋势逐渐降低,当圆角半径大于5 mm时不再产生折叠,坯料辊挤成形质量最好.根据模拟结果进行了实验验证,实验结果与模拟分析相吻合.
为了改善传统热轧AZ31镁合金板材的微观组织,提升其综合力学性能,将AZ31镁合金板材经360℃热轧后,采用不同时间液氮浸泡进行深冷处理,研究不同深冷时间处理对热轧AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:经深冷处理后,热轧AZ31镁合金中析出第二相,同时合金内部晶粒尺寸得到细化,导致孪晶产生.AZ31镁合金热轧板材经过20 min深冷处理后,综合力学性能得到显著改善,其硬度、 屈服强度和极限抗拉强度分别为75.4 HV、182 MPa和278 MPa,较传统热轧分别提高了9.4%、8.3%和14
对铝合金单层侧向搅拌摩擦增材制造进行了研究,分析了工艺参数对侧向搅拌摩擦增材表面成形和内部宏观形貌的影响.结果表明,增材后基板区晶粒受热输入影响发生长大,增材区和结合区晶粒得到细化.增材速度过慢会因“二次增材”在增材表面形成波纹.下压量一定时,可以通过提高旋转速度和降低增材速度增加热输入,以提高材料软化程度来减弱毛刺现象,提高增材表面平整度,同时,增材区域内部钩尖尺寸也因垂直方向的塑性流动加强而减小.下压量过小时,热输入不足,材料软化程度和垂直方向的塑性流动不足,不利于减弱表面毛刺现象和减小内部钩尖尺寸;
基于内变量法,建立了Ti2 AlNb合金成形-热处理过程组织和力学性能预测模型,通过遗传算法求解出该模型的一系列参数,并进行了实验验证.将该模型应用于有限元模拟,实现了成形-热处理过程的微观组织和力学性能全流程一体化模拟.通过该模型对Ti2 AlNb合金板材高温自由胀形和管材高温压制进行了模拟,模拟结果与实验结果一致性较好.通过成形-热处理过程组织和性能预测模型可以对构件成形-热处理过程中的变形、 微观组织和力学性能进行准确的模拟和预测,指导Ti2 AlNb合金薄壁件的成形和热处理工艺的制定.
采用MMS-200热模拟试验机对904L超级奥氏体不锈钢进行了单道次热压缩实验.研究了变形工艺参数对流变应力的影响,建立了热加工图并揭示了动态再结晶行为的不均匀性.结果表明,由于摩擦的存在,变形后试样出现了明显的“鼓肚”现象,造成试样内部应变的不均匀性;微观组织表征发现即使材料的应力-应变曲线表现出典型的动态再结晶行为,其轴向截面上的再结晶晶粒分布也不均匀,即在最大剪切应力区域,最易发生动态再结晶行为,而“鼓肚”区和变形“死区”难以发生动态再结晶行为;实验钢的热加工图表明最佳工艺参数范围为变形温度1070
设计制备了一种新型Fe-12Mn-7Al-0.2C-0.6Si双相钢,通过拉伸性能测试对比了固溶处理及冷轧退火处理对试验钢拉伸性能的影响,利用光学显微镜(OM)、 背散射电子衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)等手段对试验钢原始及变形组织进行分析.结果表明:组织中含有粗大δ-铁素体和奥氏体相,经冷轧退火处理后得到具有带状δ-铁素体和等轴状奥氏体的双相组织,且组织显著细化;冷轧退火态试样的屈服强度、 抗拉强度及伸长率均高于锻造态试样;冷轧退火态试样变形过程中未有孪晶诱发塑性(TWIP)和相变诱发塑性(TRI
为研究不同类型家电彩涂板的性能差异,在不同温度和应变速率下对VCM彩涂板和PCM彩涂板沿轧制方向取样进行单向拉伸试验,得到材料的应力-应变曲线.通过扫描电子显微镜观察断口形貌,分析温度对涂覆层与基板结合界面的影响及断裂机理.对两种彩涂板试验结果进行对比分析,结果表明,在相同试验条件下,VCM彩涂板力学性能和成形性能更好;同种彩涂板,应变速率越大屈服强度和抗拉强度越大,而伸长率越小;VCM彩涂板成形时温度应控制在60℃以下,PCM彩涂板成形时温度应控制在80℃以下;两种彩涂板断裂机理均为韧性断裂.
采用非演化型和演化型非关联Hill48塑性模型对TC1钛合金板建立了本构模型,并采用新的各向异性指数r值确定方式以及特定的r值-塑性应变拟合函数,得到在两种模型下的屈服轨迹.结果表明:采用非演化型非关联Hill48塑性模型对描述TC1钛合金板应变的各向异性行为产生较大影响,其中采用流动势函数得到的屈服轨迹等双拉点应力相比于采用塑性位势函数的屈服轨迹时增加21%.而演化型非关联Hill48塑性模型同样对于描述TC1钛合金板应变的各向异性行为产生较大影响,其中采用演化型非关联Hill48塑性模型的流动势函数得
采用扫描电镜、 透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等技术,研究了不同挤压比制备出的Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的微观组织和力学性能.结果表明,初始材料为近似等轴晶粒,平均晶粒尺寸约为23.8μm,沿晶界析出大量离异的共晶Mg12Nd相,在晶界处共晶相呈连续网状分布.挤压之后合金组织明显细化,E1(挤压比为7.65)和E2(挤压比为12.56)合金平均晶粒尺寸分别为8.1和6.3μm,力学性能显著提高,E1合金沿挤压方向的抗拉强度、 屈服强度和伸长率分别为231 MPa、152 MPa和18.9
对蜂窝、 内凹和正方形的多孔柱以及加固后的多孔柱在准静态单轴压缩作用下的力学行为和吸能特性进行了实验和仿真研究.通过实验结果和有限元仿真结果的对比,验证了结果的可靠性.基于实验和有限元仿真结果,分析了不同构型多孔性的最大承载力、 弹性模量和吸能能力.结果表明,随着孔隙率的降低,蜂窝构型的最大承载力逐渐增大,3棱加固的蜂窝多孔柱承载力最大,无加固的蜂窝多孔柱弹性模量最大.而对于内凹构型,十字加固的多孔柱承载力最大,竖直加固的多孔柱弹性模量最大.对于相同质量的蜂窝、 内凹和正方形多孔柱,蜂窝多孔柱的承载力最大