【摘 要】
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随着现代科技与工程建设的快速发展,金属复合工程材料的需求量逐年递增,在诸多金属复合材料制备工艺中,以爆炸焊接法最为便捷,经济效益最佳,然而爆炸焊接过程是在瞬间完成,碰撞界面存在高温、高压、高应变的复杂物态环境,故材料金属射流运动状态、复合界面金相、结合参数等仍缺乏较为完善便捷的观察手段,初始焊接参数也仍需进一步优化。本文通过查阅大量国内外相关文献,基于现有爆炸焊接理论成果和数值仿真计算方法,运用A
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随着现代科技与工程建设的快速发展,金属复合工程材料的需求量逐年递增,在诸多金属复合材料制备工艺中,以爆炸焊接法最为便捷,经济效益最佳,然而爆炸焊接过程是在瞬间完成,碰撞界面存在高温、高压、高应变的复杂物态环境,故材料金属射流运动状态、复合界面金相、结合参数等仍缺乏较为完善便捷的观察手段,初始焊接参数也仍需进一步优化。本文通过查阅大量国内外相关文献,基于现有爆炸焊接理论成果和数值仿真计算方法,运用AUTODYN商用软件建立异种金属二维爆炸焊接计算模型,结合Lagrange-SPH耦合算法,对铝合金（AL6061-T6）、钛合金（TI6%AL4V）、钢合金（STEEL V250）、铜（CU-OFHC）等材料的爆炸焊接过程进行仿真计算,有效实现了爆炸焊接工艺仿真复现和系统优化,具体研究工作包括:（1）对于不同金属组合的爆炸焊接过程进行了模拟计算,重点观测了结合界面处的射流运动形态和基本形貌,结果发现:金属射流运动趋势与Bahrani刻入机理描述较为吻合。（2）对比分析了结合区波形参数与基复板间距、预设角度的相关性,结果表明:在5-25mm间距范围内,结合区波长与波高与间距呈正相关,且随着间距的增大,结合界面的熔融现象加剧,并出现材料间隙和空洞,在5-25°预设角范围内,波长与预设角大小呈正相关,与波高则无明显关联。（3）对爆炸焊接过程中的装药结构进行了优化设计,对比分析发现:参数适宜的梯形布药结构下,结合界面波状结合均匀且参数均值较小,结合强度良好,同时避免了材料尾端的过度破坏和界面处过度熔化问题。（4）对多金属双层爆炸焊接过程进行了仿真分析,计算结果表明:双层爆炸焊接过程中,由于延期时间、基复板间距等初始的不同会导致上下层复板侵彻基板存在时间差,从而改变了基板与各复板间的相对运动趋势,导致上层焊接能量耗散、下层能量冗余的问题,进而呈现出不同的结合界面形貌,对双层爆炸焊接工艺具有一定的指导意义。图[40]表[19]参[80]
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