- 晁振龙;姜龙涛;陈圣朋;魏嘉伟;宫灯;陈国钦;武高辉;
通过压力浸渗方法制备体积分数55%B_4C/7075Al复合材料,并测试其对7.62 mm穿甲燃烧弹的抗弹性能。结果表明:复合材料具有优异的抗弹性能,相比于603装甲钢,防护系数可达4.13,厚度系数可达1.37。利用SEM观察55%B_4C/7075Al复合材料不同侵彻位置的微观损伤,并利用LS-DYNA对子弹侵彻靶板过程进行有限元分析模拟,重点研究靶板不同位置的应力分布,阐明了B_4C/Al复合材料在弹体侵彻过程中不同位置的宏微观损伤机制。
2020年03期 v.43;No.300 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2716K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 缪广红;马雷鸣;艾九英;
利用ANSYS/LS-DYNA显式动力学软件对不锈钢/钢的爆炸焊接过程进行数值模拟。研究不同间距和起爆方式对爆炸焊接质量的影响。结果表明:当爆炸焊接工艺和材料保持不变时,复合板在上限间距6 mm处的复合质量最好。在达到相同的最佳碰撞速度下,可以节省炸药用量,模拟结果与试验一致,基复板间距遵循上限法则;中心起爆下炸药能量利用率较端部起爆高,实际生产中常采用中心起爆。通过延长复板长度,将复板边缘引出复合区域可以有效地消除边界效应,模拟结果与理论分析一致。
2020年03期 v.43;No.300 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K] [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 莫淑娴;朱浩;马泽铭;张二龙;王军;
利用ANSYS有限元软件,建立铝/钢异种金属搅拌摩擦焊(FSW)双热源三维有限元模型,研究转速、焊速及偏移量对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场的影响规律。结果表明:铝/钢异种金属FSW接头温度场呈明显不对称分布,钢侧温度明显高于铝侧,峰值温度出现在焊核区(WNZ)偏钢侧约4 mm处,约为512℃;垂直焊缝方向的纵向残余应力σ_x也呈明显不对称分布,σ_x峰值拉应力位于WNZ偏钢侧,达305 MPa,远离WNZσ_x迅速降低,并在轴肩边缘处拉应力转为压应力;随转速增大,峰值温度升高,σ_x峰值增大;随焊速增大,峰值温度和σ_x略升高;随偏移量增加,峰值温度略增大,σ_x略减小;与焊速和偏移量相比,转速对铝/钢异种金属FSW接头温度场及残余应力场影响较大。有限元计算的残余应力场与实测值基本吻合。
2020年03期 v.43;No.300 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1753K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 戴京涛;刘浩东;赵培仲;苏洪波;董世康;汪余博;尚晨;曲利峰;
采用湿铺法制备复合材料补片,并以该补片黏接修复受损铝合金试样。研究铺层形状、偶联剂以及固化方式对试件抗拉强度的影响。结果表明:正三角形铺层对破孔和铣槽损伤修复的抗拉强度提升效果最佳,修复后的性能恢复系数H分别为87.3%和87.0%,性能提高系数T分别为27.1%和9.6%;试件表面涂敷偶联剂可显著提高修复试件的抗拉强度,相比未修复试件,抗拉强度恢复至完好试件的93.0%,相比未涂敷偶联剂试件,抗拉强度提高2.6%～9.9%;加热加压固化可使修复试件的抗拉强度恢复至完好试件的89.5%,相比常温固化修复,抗拉强度提高2.0%～7.1%。
2020年03期 v.43;No.300 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：70 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 韩玉涛;袁战伟;臧顺来;何光宇;柴艳;杨竹芳;
为研究砂粒高速冲蚀TiN/Ti多层涂层的损伤特征,采用有限元方法模拟砂粒冲蚀TiN/Ti多层涂层过程,研究单颗粒高速冲击下涂层总厚度、调制比、冲击角度对TiN/Ti涂层损伤特征的影响。结果表明:砂粒冲击涂层过程中,冲击中心正下方的各TiN层下表面和冲击接触半径附近的各TiN层上表面均分布较大的拉应力,在冲击中心正下方各TiN层上表面主要分布较大的压应力;涂层内的最大拉应力和基体最大等效塑性应变随着涂层总厚度的增大先增大后减小,厚度最大时体现出良好的抗冲击性;增大多层涂层的调制比会造成涂层内的最大拉应力以及基体的最大等效塑性应变不断增大;砂粒冲击角度从小角度到大角度的过程中,涂层内的最大应力和基体最大等效塑性应变不断增大,冲击角度为90°时,TiN/Ti多层涂层的梯度作用不明显。
2020年03期 v.43;No.300 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：97 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 薛伟;张雪梅;田杰;吴元礼;谢志刚;
通过ANSYS/LS-DYNA 3D非线性动力学软件研究壳体不对称性对爆炸成型弹丸成型形态的影响,并进行试验验证。结果表明:壳体两侧厚度完全对称时,形成的爆炸成型弹丸沿装药轴线呈对称形态;当壳体两侧厚度存在偏差时,生成的爆炸成型弹丸偏离轴线,且弹丸头部偏向壳体较薄一侧;壳体两侧不对称的厚度差异越大,弹丸偏离轴线程度越大,姿态稳定性越低,有效侵彻动能越小。
2020年03期 v.43;No.300 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K] [下载次数：67 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘景花;李霄;郑强;刘进军;刘喆;边宝茹;杜娟;
用化学合成方法制备Fe_3O_4纳米三角片和纳米颗粒,Co掺杂的Fe_3O_4纳米颗粒;利用基质辅助脉冲激光沉积系统制备出系列单层颗粒膜。结果表明:纳米颗粒形貌对颗粒膜的形成有重要影响,颗粒状纳米颗粒更易形成均匀的单层颗粒膜;具有表面活性剂的颗粒较无表面活性剂的更易形成大面积均匀单层颗粒膜。沉积过程中加磁场有利于磁性颗粒膜各向异性增强。本研究对制备有序结构超晶体有重要指导意义。
2020年03期 v.43;No.300 34-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K] [下载次数：110 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 娄燕敏;孙健;夏法锋;
为提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,采用射流电沉积方法,在Q235钢基体表面制备Ni-SiC纳米镀层。利用FLUENT软件仿真不同喷嘴直径对喷射镀液的速度和动能参数影响,采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和电化学工作站对不同喷嘴直径下喷射电沉积制备Ni-SiC纳米镀层的表面形貌、显微组织、腐蚀行为进行研究。当喷嘴直径为8 mm时,喷射电沉积过程镀液的射流速度和动能较其他喷嘴直径下的大,最大射流速度和动能分别为113 m/s和543 J。此参数下制备的Ni-SiC纳米镀层具有致密、均匀的表面结构,大量SiC纳米颗粒嵌入Ni-SiC纳米镀层,Ni和SiC的平均粒径分别为342 nm和73 nm。结果表明:喷嘴直径对Ni-SiC纳米镀层的腐蚀性能影响较大;当喷嘴直径为8 mm时,Ni-SiC纳米镀层具有最佳的耐腐蚀性能。适宜的喷嘴直径,可提高镀液喷射速率和动能,从而提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,得到的Ni-SiC纳米镀层与其他镀层相比组织结构更致密、均匀。
2020年03期 v.43;No.300 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K] [下载次数：86 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 宋玉华;
为提升高层建筑的抗震能力,研究其钢结构梁柱节点的冲击荷载性能。依据狗骨式节点模型设计3种不同削弱尺寸的狗骨式钢结构梁柱节点试件(RDH1、RDH2、RDH3),并与普通试件(E)对比,采用有限元网格划分梁翼缘削弱位置与柱节点域,用千斤顶分别在柱上端和两侧悬臂梁端施加荷载,并依据加载顺序对各试件实行荷载,通过传感器测量各试件反应。结果表明:RDH1的骨架承载力、悬臂梁端承载力、初始刚度及荷载性能均最高,RDH3的延展性与耗能能力较好,RDH1、RDH2、RDH3的骨架与悬臂梁端承载力及荷载性能等均优于E。说明狗骨式节点冲击荷载性能优于普通节点,可用于提升高层建筑的抗震能力。
2020年03期 v.43;No.300 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1144K] [下载次数：147 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 高翔;张晖辉;刘畅;刘峰;
为考察接触电阻对电磁发射装置性能以及结构的影响,对C型电枢发射装置进行三维有限元模拟。应用CLM法计算出接触表面的接触电阻,分别对理想接触和考虑接触电阻的电磁轨道发射进行电磁场和温度场计算,对比分析接触电阻对发射装置温度场的影响。结果表明:接触压力不均,造成接触面各部分的接触电阻差异较大;电枢和导轨的高温区分别集中在尾翼和轨道两侧的棱角处;接触电阻使枢轨温升明显,造成局部高温,证实接触电阻是导致发射装置熔化烧蚀的主要原因之一。
2020年03期 v.43;No.300 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1623K] [下载次数：68 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 陈律;李敏;刘逸众;
采用第一性原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似(VCA),研究不同Mo合金化浓度(原子数分数为0～3.2%)对B_2-NiAl晶体C_(44)、Cauchy压力参数、弹性模量E、切变模量G及G/B_0比值的影响。结果表明:无论是理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x<3.2%的Mo合金化均可降低其弹性模量E、切变模量G;随Mo合金化的原子数分数提高到3.2%,NiAl晶体材料的G/B_0比值逐步降低,且在x=3.2%时效果最明显;NiAl合金中点缺陷的存在不但未影响Mo对NiAl晶体G/B_0比值的降低,反而弥补了由于Mo合金化的原子数分数低于1.4%而不能降低NiAl晶体G/B_0比值的不足。电子态密度显示,Mo原子能协同B_2-NiAl晶体中的点缺陷削弱Ni(d)—Ni(d)主要成键峰的杂化效应,降低主要成键峰的方向性。
2020年03期 v.43;No.300 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1967K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 李秋虹;
以Al-Mg-Si系6063铝合金(T5)为研究对象,用万能试验机在温度为24℃下进行6063铝合金纵向拉伸试验,用扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明:不同纵向拉伸角度试样最小截面上正应力与剪应力分布不同,0°及30°纵向拉伸正应力较大,剪应力几乎不存在,试样由于正应力形成裂纹与扩展;45°纵向拉伸正应力与剪应力均较大,试样由于剪应力形成裂纹;60°及90°纵向拉伸剪应力较大,正应力几乎不存在,试样由于剪应力形成裂纹与扩展。6063铝合金试样屈服强度与断裂强度随拉伸速度增大而增大,断裂应变随拉伸速度增大而减小,抗拉强度不受拉伸速度影响;随着三轴应力度不断降低,断口形貌越来越光滑。45°和90°断口形貌呈相反走势,韧窝轮廓凸向也相反。
2020年03期 v.43;No.300 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 周文静;许振波;杜柏松;
建立8 mm厚铝合金板有限元模型模拟搅拌摩擦焊稳态和动态过程,得到温度场和残余应力场的分布,将稳态及瞬态残余应力与实测值进行比较,分析了下压力和主轴转速改变对温度场和残余应力场影响,为实际工艺提供合理的取值范围。结果表明:应力温度非对称分布随转速、下压力增大而增强;稳态计算结果与瞬态计算结果在焊缝区、热机影响区、热影响区分布趋势一致,数值相差较小,可用稳态计算代替瞬态计算;上、下表面残余应力分布形式相似、个别数值略有差异,残余应力以纵向应力为主,轴肩处拉应力最大为90 MPa,远离焊缝的母材区压应力最大为40 MPa。
2020年03期 v.43;No.300 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2644K] [下载次数：361 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 杨洪波;康佳;郭龙创;姚沛文;
用热处理方式模拟TA2/Q235爆炸复合板服役过程,揭示温度对复合板接头组织及硬度的影响规律;利用EBSD获取TA2/Q235爆炸复合板200℃服役不同时间后样品的应力等高线图谱,探讨残余应力分布规律。结果表明:TA2/Q235爆炸焊接复合板,200～400℃服役168 h内,接头显微组织无明显变化,硬度在10 h内起伏波动后上升;600℃服役10 h后,Q235开始再结晶,服役168 h后结合区TA2和Q235部分组织反常长大,硬度在10 h内起伏波动后下降;复合板焊接过程中加工硬化主要发生在Q235钢一侧。
2020年03期 v.43;No.300 80-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1891K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ]
- 仲丽;苏娜;王雷;赵霞;刘晓红;孙跃军;
利用坩埚炉制备不同Zr含量的6061铝合金,研究Zr对合金铸态组织和力学性能影响。结果表明:Zr的加入可细化6061铝合金晶粒,随Zr的增加,合金晶粒度先增加后降低,在Zr的质量分数为0.3%时,晶粒度近似达到6级;Zr对6061铝合金的抗拉强度和硬度有一定影响,随Zr含量的增加,合金的抗拉强度和硬度先提高后降低;当Zr的质量分数为0.3%时,合金的抗拉强度和硬度达到最大值,分别为164 MPa和59.8HB。
2020年03期 v.43;No.300 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 李乐毅;
以P(VDF-CTFE)共聚物为基质,BaTiO_3为填料,采用3种热压工艺制备BaTiO_3/P(VDF-CTFE)复合材料薄膜并做对比分析。用扫描电镜表征样品形貌和均匀性;用傅氏转换红外线光谱分析仪研究样品的光谱图像;测试了样品的介电常数、介电损耗和击穿场强。结果表明:CC和PC热压工艺使BaTiO_3颗粒在P(VDF-CTFE)基质中均匀分布,且不会改变其化学性能;PC热压工艺在小幅提升介电损耗的情况下大幅提升复合材料薄膜的介电常数和击穿场强。
2020年03期 v.43;No.300 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K] [下载次数：78 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 方剑;邱保文;袁泽喜;
通过三点弯曲加载方式对X80钢进行裂纹扩展试验,采用GTN模型对裂纹扩展进行有限元模拟分析。结果表明:试样中心部位孔洞充分扩张,边缘部位小孔洞沿滑移带不断形核聚合,裂纹扩展量由试样中心向厚度边缘逐渐降低,形成类似草帽的宏观形貌;孔洞初始体积分数φ_0对GTN模型预测结果影响显著,当试样厚度中心和边缘部位的φ_0分别为0.001 5和0.000 2时,可获得与试验较接近的有限元模拟结果。
2020年03期 v.43;No.300 99-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 2066K] [下载次数：177 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 李晓源;时捷;王晓东;
为研究洁净度对钢板抗弹性能的影响,用12.7 mm穿甲燃烧弹对厚度为18 mm、抗拉强度为2 000 MPa、洁净度不同的40CrNi2Mo钢板进行抗弹性能测试。通过观察不同弹速下钢板出现的损伤形貌,评定背面强度极限,分析穿甲机理。结果表明:高洁净度钢板抗弹性能显著高于低洁净度钢板;高洁净度钢板穿甲机理为脱痂,与洁净度关系较小;超高强度钢板较低的绝热剪切临界失稳应变是产生绝热剪切和裂纹,进而产生脱痂破坏的主要原因,在脱痂破坏前,钢板仍以塑性扩孔方式消耗较多弹丸动能,抗弹性能相对较高;低洁净度钢板穿甲机理为崩落,与洁净度关系较大;较低的平面应变断裂韧度降低临界裂纹尺寸,导致崩落裂纹优先形核和扩展,消耗更低弹丸能量,提前终止了塑性扩孔,因此抗弹性能相对较低。
2020年03期 v.43;No.300 104-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1398K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 孙晓霞;
为研究2A12铝合金经不同固溶处理后的摩擦磨损性能。用摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,分析合金的硬度、摩擦因数、磨损率、磨痕形貌以及磨损机理。结果表明:经热处理后合金硬度有所提高,其中470℃×1 h+495℃×1 h双级固溶处理后合金硬度最高,达150HV。经470℃×2 h+495℃×1 h双级固溶处理后合金摩擦因数最低。未经热处理合金磨痕的二维形貌磨损面积大,磨痕深且宽;而经单级固溶处理后合金磨痕的横截面积减小约一半,磨痕变浅、变窄,抗磨损性提高;经过470℃×1 h+495℃×1 h双级固溶处理后合金磨痕的横截面积最小,磨痕最浅、最窄,抗摩擦磨损性最好,磨损率最低。热处理可有效提高合金性能,其中双级固溶处理方式效果最佳,未热处理时磨损严重,经热处理后合金硬度提高,摩擦因数、磨损率都减小。未热处理样品主要存在磨粒磨损、黏着磨损和轻微疲劳磨损,经单级和双级固溶处理后主要为磨粒磨损。
2020年03期 v.43;No.300 109-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [下载次数：151 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 王珊珊;薛新;白鸿柏;路纯红;
用压力黏结复合连接技术将304不锈钢薄板和多孔缠绕金属橡胶夹芯层制成金属橡胶夹芯板,通过静态三点弯曲试验分析黏结法制备的夹芯板力学性能,探索不同芯层厚度、密度和胶量对夹芯板失效模式、极限载荷、能量吸收能力的影响。结果表明:夹芯板的抗弯特性和吸能性随芯层密度、厚度的增加先增加后趋于平稳;夹芯板的载荷-位移曲线根据芯层厚度、密度、胶量不同表现3种失效模式和4种典型局部失效:芯层剪切、面板屈服、面板起皱、压痕;另外,从芯材金属橡胶内部金属丝的干摩擦和滑动摩擦机制分析讨论了夹芯板在准静态局压作用下表现出良好的塑性和能量吸收能力产生机制。
2020年03期 v.43;No.300 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王昌昊;陈文俊;
基于分子动力学方法探究微裂纹缺陷与相变温度阈值的耦合作用对NiTi合金在原子尺度上的相变和失效过程的影响。结果表明:在微裂纹扩展过程中,由于应力水平的变化,材料经历奥氏体线性阶段、奥氏体-马氏体塑性阶段、马氏体线性阶段和裂纹失稳扩展阶段与宏观应力诱导相变相似的微相变过程。当温度低于马氏体相变温度阈值时,裂纹扩展速率随温度的升高而升高,应力诱导相变在预制裂纹区域首先发生;当温度超过马氏体相变温度阈值时,裂纹扩展速率随温度的升高反而降低,应力诱导相变首先在裂尖前方区域发生。此结论为深入研究NiTi合金的微裂纹演化与相变温度阈值的耦合关系开启新思路。
2020年03期 v.43;No.300 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 陆英豪;倪培君;齐子诚;
针对大马力发动机活塞复杂形状燃烧室表面及近表面缺陷快速无损检测需求,研制一套基于涡流阵列技术的无损检测系统。从涡流阵列检测系统结构设计、系统集成、应用验证等方面介绍该系统。通过PLC控制机械结构运动,实现工件与涡流阵列探头的相对旋转,快速采集活塞燃烧室表面涡流信号并将其转换成数字信号,经过软件处理后形成C扫描图像,显示缺陷的形状及位置。结果表明:系统在24 s内可实现对某型号大马力发动机活塞燃烧室表面的检测,有效检出5 mm×0.12 mm×0.2 mm(长×宽×深)的表面缺陷,具有检测效率高、准确度好、成像直观等优点。
2020年03期 v.43;No.300 127-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 王思明;朱红章;陈道斌;莫洋;谢君宇;
为探究激光增材修复技术修复弹体结构裂纹的可行性和有效性,针对某型导弹舱段裂纹,借助有限元仿真手段对裂纹部位进行应力仿真,仿真结果为激光增材修复提供标准;用扩展有限元法(XFEM)对裂纹扩展进行模拟,再现裂纹产生过程;制备工艺试样,并对试样进行金相分析和拉伸测试,验证优化激光增材修复工艺,在保证舱段使用强度及要求前提下,借助激光增材修复技术完成舱段裂纹修复。结果表明:XFEM可准确模拟弹体裂纹的扩展过程;激光增材修复后的舱段满足导弹使用要求。
2020年03期 v.43;No.300 133-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K] [下载次数：72 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ]