论文部分内容阅读
材料的脆性断裂对于军工行业,有利于提高弹壳材料的破片率。有限元软件的应用可以更好的分析载荷状况,实现脆性区加工的工艺改进,使炮弹钢在符合可控机理原则下制造出更加具有威力的可控预制破片,增强弹丸杀伤威力,提高材料利用率。在本课题中,首先使用高能激光束在弹壳表面进行加工,使弹壳表面形成脆性网格,这样弹壳破碎时就会按照既定的网格开裂,之后运用ANSYS有限元软件对弹壳的冲击破碎过程进行模拟,与实验相验证的同时分析出脆性带对弹壳破碎过程的影响。模拟的模型有两种,分别为长方体条状和板状合金钢模块,以58SiMn作为弹体模拟材料。本文通过ANSYS显示动力学部分对不含脆性带和含有脆性带的条状及板状试件冲击破碎过程的网格图、应力波图分析,结果表明:如果试件有脆性带,在被冲击时更容易破碎,并且脆性带上的网格随时间变化很大,比其他网格更容易失效和破碎。脆性带对试件破碎有很显著的影响。另外通过对含有不同偏移量十字形脆性带、不同密度脆性带试件冲击过程中的网格图、应力波图、锤头所受阻力加速度和冲击吸收功曲线对比分析,可知:无论阻力加速度差值还是冲击吸收功差值相对于锤头本身所受阻力加速度和冲击吸收功来说都可忽略,即不同脆性带偏移量和密度对试件破碎的影响不显著,脆性带的密度只影响弹片破片率。同时模拟过程中的十字形脆性带试件的冲击吸收功与实验相符。通过对不同模型上相同位置的单元的应力波分析,可以看出含有脆性带的板状试件裂纹产生时间大致相同,且脆性带附近单元冲击初始产生的应力波值变化较大,单元离最脆性带越近,产生的最大应力越大,说明试件断裂沿脆性带发生并展开,从网格变化图、应力波变化图以及冲击试验实物图也可得到验证。