“二次”鲍辛格效应对开端液压自紧圆筒强度的影响

本文研究了“二次”鲍辛格效应对不经稳定化处理的精加工后的开端液压自紧圆筒强度的影响问题。 采用考虑材料应变硬化的最简单解法,计算精加工后自紧圆筒内膛一点在自紧加压过程中的相当应变,采用考虑材料鲍辛格效应的比较精确解法,计算该点在自紧卸压过程中的相当应变。根据塑性理论中“单一曲线假设”,利用拉伸-压缩试样,追溯精加工后自紧圆筒内膛一点处塑性变形的历史,进行对后继塑性变形过程模拟的实验。寻求出了“二次”鲍辛格效应影响下的精加工后的开端液压自紧圆筒的强度计算公式。文中分析论证了这种实验的合理性,并由实验验证了公式的准确性。 在上述研究的基础上,本文提出了失去“二次”鲍辛格效应对精加工后开端液压自紧圆筒强度影响的内膛半径的临界值概念。     

鲍兴格效应对自紧身管残余应力影响规律的研究

根据炮钢材料的拉伸 -压缩特性 ,通过模拟实验 ,建立了以鲍兴格效应系数为函数计算自紧身管壁内任意一点残余应力的理论模型。与以往不同的是利用炮钢材料的拉伸 -压缩试样 ,通过拉伸 -压缩实验用最小二乘法拟合出鲍兴格效应系数与壁内最大拉伸变形量的关系。在计算自紧身管残余应力时 ,鲍兴格效应系数不再被视为常量而被视为变量 ,因此 ,这就克服了以往鲍兴格效应系数取平均值所带来的误差。本文采用修正的 Mises屈服准则以及形变理论 ,按广义平面应变问题 ,建立了强化材料的应力应变模型 ,导出了具有应变硬化 ,鲍兴格效应系数被视为变量的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式。实验也表明 :用鲍兴格系数为变量的理论模型进行炮钢材料自紧身管的残余应力计算更合理 ,更能反映自紧火炮身管的实际状态。     

强化材料液压自紧圆筒的残余应力和强度

本文按照广义平面应变问题,采用修正的Mises屈服准则及形变理论导出了具有应变硬化、包兴格(Bauschinger)效应的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式及其强度公式。经实验验证,这些公式不仅简单而且计算精度较高。     

圆筒形各向异性材料中的残余应力分析

金属成型加工过程中由于变形不均匀而在成型部件中产生残余应力。在轴对称试样中测定轴向、径向及切向残余应力的准确方法是由Mesnage提出,并由Sachs进一步发展完善的。镗削法可用切削圓筒外表面材料时测得的内表面应变的类似过程进行补充。 本文的工作发展了先前对圆筒形弹性各向异性体材料中(即各向异性体主轴对应于圆筒轴向,径向和切向情况)残余应力分析。此外,本文考虑了具有残余剪应力的情况,这种残余剪应力是由于绕着圆筒轴扭转而产生并存在于圆筒中的。当这种剪应力存在时,残余应力分布的主轴将不平行于圆筒的主轴。     

液压自紧实时处理与控制技术''''''''

自紧(Autofrettage)亦称自增强。它是在厚壁圆筒内部施加超高压力使其发生塑性变形,卸压后在内膛产生一负的余残应力(预应力),从而可抵消一部分工作压力作用的影响,使得圆筒的弹性强度得以提高。该方法目前已普遍用于提高火炮身管、化工容器及石油机械泵头等超高压容器的强度与使用寿命。一些国外学者指出,当不考虑材料的鲍兴格效应(Bausohinger Effeot)影响并设卸载是弹性的,则所施加的内压力就等于塑性变形后身管的强度值(即理论强度)。然而大量的实践表明,由于材料的实际性态的影响,自紧身管的实际强度值小于理论强度值。因而,如何精确地测量这个实际强度,换言之,即如何控制塑性变形方可使得自紧身管的实际强度能够满足工程设计上许用强度的要求,就成了自紧研究的重要课题之一。本文给出了一个根据打压时外表面应变信息计算自紧身管实际强度的数学模型。并用微电脑建立了测定实际强度的实时处理与控制系统,实现了自紧操作的自动处理,明显地提高了测量精度。它对自紧工艺的自动化和测试定型将具有重要意义。     

自紧身管残余应力的一种解析解

根据炮钢材料在加载与卸载过程中的真实应力应变关系,应用弹塑性厚壁圆筒的一般理论,建立了考虑加载、卸载线性强化及鲍辛格效应的应力方程.最终给出了一种液压开端自紧身管的残余应力解析解.并以相应的残余应力测试实验证明,该解析解具有很高的精度.     

一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析

为准确地计算自紧身管强度及疲劳寿命,建立一种能反映其非线性应力与应变关系和包辛格效应等性能的材料本构模型,用以提高残余应力计算精度。基于非线性随动硬化模型,建立一种适用于表征自紧身管力学性能的非线性混合硬化模型,通过数值计算可获得残余应力分布情况;为提高数值计算的收敛速度,结合所建立的材料本构模型和各参量间的弹塑性关系,推导了与本构模型密切相关的一致切线刚度矩阵;为验证该本构模型的正确性,综合运用拉压试验和优化算法确定材料参数,进行了自紧身管残余应力有限元数值计算及分析。结果表明：数值计算的残余应力分布曲线与试验数据基本吻合;建立的炮钢本构关系模型能真实反映自紧厚壁圆筒的残余应力分布情况。     

自紧－时效圆筒残余应力与强度的研究（Ⅱ）──精加工圆筒的残余应力与强度

文中基于理想弹－塑性模型，进一步对精加工自紧－时效圆筒的应力状态作了分析，导出了残余应力公式以及自紧－时效身管的强度公式。计算了模拟管残余应力和强度，并与Ｓａｃｈｓ镗削法测定的结果作了比较。结果表明，二者吻合较好，从而证实了上述残余应力公式与强度计算公式的可靠性。     

自紧－时效圆筒残余应力与强度的研究（Ⅰ）──半精加工圆筒的残余应力

基于理想弹－塑性模型，对半精加工自紧－时效圆筒的应力状态进行了分析，导出了残余应力的数学表达式，计算了模拟钢管的残余应力值，采用Ｓａｃｈｓ镗削法测定了模拟管的残余应力值，并将二者作了比较。结果表明，理论预期值与实验测定值吻合较好，从而证实了理论分析的可靠性。     

自紧厚壁圆筒静压强度模拟试验研究

介绍38CrNi3MoV钢制厚壁圆筒模拟管的试制过程,对6支厚壁圆筒模拟管进行液压自紧和静压强度模拟试验。结果表明:在壁厚比1.6和1.65、自紧压力720～780 MPa、材料强度Rr0.1≥1 280 MPa条件下,采用液压自紧工艺后6支厚壁圆筒模拟管实测静压强度达520～575 MPa,实测静压强度为理论静压强度的70%～76%。     

自紧圆筒经稳定化热处理及机加工后的残余应力和强度

本文提出稳定化热处理时自紧圆筒壁内再次发生反向屈服是自紧处理时卸载反向屈服的继续,导出了自紧圆筒经稳定化热处理以及机加工后的残余应力计算公式和强度计算公式。经实验验证,这些公式的计算值与实测值吻合的较好。     

自紧圆筒残余应力的X射线测定

<正> 一引 言 用X射线法测量圆筒残余应力沿层深分布,一般采用逐次剥层法。利用外剥层法测量圆筒、圆柱应力分布的方法国内外都有介绍,这种方法的缺点是,在剥层时由于车削加工使外表面附加了应力,因此每次车削后都必须进行电解抛光以除掉加工层,不但耗时费工,深度也不易掌握。米谷 茂发展了的Schaal方法是内表面膛削,用照相法测量内表面残余应力,此方法可用来测量孔部周围切线方向的应力,但不宜用来测     

一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算方法

为推导一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算公式,首先采用ANSYS对不同摩擦系数的机械自紧进行数值模拟,发现摩擦系数对残余应力和塑性半径无影响,因此在推导塑性半径计算公式时可不考虑摩擦系数的影响;其次根据机械自紧过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等推导出了塑性半径的计算公式.利用该公式计算了9个不同模拟管的塑...     

炮管镀铬后外表面裂纹成因分析

炮管内膛镀铬后,部分炮管外表面出现裂纹。分析炮管加工和镀铬过程,认为导致开裂的原因是自紧和加工过程的残余应力在局部应力集中,在镀铬过程的强酸强碱介质中引起了应力腐蚀破裂和氢裂。阐述了防止裂纹产生的有效技术措施。     

液压自紧身管残余应力随实弹射击的变化规律研究

依据研究获得的液压自紧身管残余应力理论模型,揭示了自紧身管内表面初始残余应力大小及沿壁厚的分布规律。应用Sachs镗削残余应力测试理论与方法,实验确定了实弹射击一定射弹量自紧身管的剩余残余应力。根据理论分析获得的初始残余应力与实验测试的剩余残余应力,通过数据拟合建立了自紧身管残余应力随实弹射弹量的变化关系式。     

铝合金挤压孔表面形貌及残余应力分析

对挤压后的铝合金孔边残余应力分布进行了X射线测定,发现残余压应力在近表层有陡降。扫描电镜观测表明孔的内表层存在机械损伤,其深度约与应力陡降范围相当。说明表面损伤不仅本身可能影响疲劳抗力,而且使有益的残余压应力在挤压后即发生较大程度的松弛。 增大挤压量可增大残余压应力分布深度及数值,但须注意挤压后存在尺寸反弹有可能影响构件的装配精度。在固定挤压量的条件下,将挤压棒由锥形改为糖葫芦形,可使残余压应办的分布深度及数值得到进一步提高。这是由于后者属非连续挤压方式,后一台阶的挤压总是在前一台阶挤压的基础上进行,材料的组织预先经过一定程度的形变强化,并且变形材料受相邻两台阶的几何约束难以充分恢复。     

火炮身管自紧技术的发展概况

火炮身管自紧是国外早在二次世界大战时期就曾采用过的工艺。它是在火炮身管进行最后精加工之前,对身管內膛施加超高液压,使在管壁中产生预先计算的残余应力。理论和实践证明,经过自紧处理,能夠确保弹丸发射时身管横截面的应力分布均勻一致,因而这种技     

自紧-时效厚壁圆筒时效压力极限值的确定

本文从炮钢材料在时效温度下的单轴拉伸特性出发,以Mises屈服准则为基础,考虑自紧时效的具体历程,推导建立了半精加工圆筒时效压力极限值,以及时效压力超过上限后的残余应力计算式,为制订自紧-时效工艺规范提供了依据。     

压应力对浇注PBX装药侧隙缺陷的影响

采用加压技术,研究了压应力和邵氏硬度对一种浇注高聚物粘结炸药(P-1)装药固化后侧隙缺陷的影响,分析了压应力、应变的关系,得到了P-1炸药加压固化过程中压应力-应变曲线的方程。对采用加压固化的炸药进行了CT检测。结果表明:当应变小于3.232%时,压应力低于0.071 MPa,压缩模量2.27 MPa。当应变大于3.232%时,压应力和模量值迅速上升。固化5~25 h,邵氏硬度由3 HA增加到59 HA。在初始邵氏硬度为8~24 HA时,施加14.2 k Pa压应力,应变为1.3%。辅助加压技术可有效消除装药侧隙缺陷。     

四项国军标送审稿在蓉通过审查

由中国工程物理研究院化工材料研究所编制的《炸药试验方法平面飞片速度的测定》、《炸药试验方法 50mm 圆筒试验》、《炸药试验方法拉伸应力-应变曲线测定》、《炸药试验方法压缩应力-应变曲线测定》四项国军标(送审稿)审查会于一九九二年十