爆炸加载下AISI304不锈钢板表面硬化和数值模拟

目的 提高AISI304不锈钢板表面硬度。方法 利用爆炸加载表面硬化方法对3 mm厚的AISI304不锈钢板进行了表面硬化处理,通过HXD-1000YM型显微硬度计和JEM-2010型透射电子显微镜对爆炸加载处理后试样的不同部位横截面进行了硬度测量和微观组织表征。采用大型有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸加载表面硬化过程进行了数值模拟,计算了撞击面平均压力和速度。通过对比数值模拟结果与理论计算结果,分析了特征点碰撞压力和速度对爆炸加载处理后表面硬度的影响。结果 数值模拟结果表明,撞击面压力平均值为5.5 GPa,撞击面平均速度达到了178 m/s,撞击面压力和速度的理论计算值与数值模拟值误差不超过5%。试验结果与数值模拟结果具有一致性。爆炸加载后,试样近起爆端和爆轰末端的撞击压力和撞击速度小于稳定爆轰阶段,导致前者表面硬度小于后者。横截面硬度分布表明撞击表面硬度大于炸药接触面硬度,撞击表面硬度值从210HV提高至450HV,炸药接触面硬度值从210HV提高至390HV。结论 爆炸表面硬化过程中存在边界效应。爆炸表面硬化方法能够显著提高板材表面硬度,同时可以提高板材整体硬度,且硬度提高与变形带和位错阵列形成有关。     

异形坯管式连铸结晶器爆炸成形过程数值模拟

管式连铸结晶器爆炸成形是一项先进的结晶器高能成形技术,具有成形尺寸精度高、表面粗糙度低、表面硬度高等优点。异形坯管式连铸结晶器形状具有非对称性,依据其尺寸及结构特征,利用ANSYS软件中的LS-DYNA模块对异形坯连铸结晶器铜管爆炸成形过程进行有限元数值模拟。根据数值模拟结果,计算出爆炸成形过程中不同部位的药量大小及其炸药层厚度分布特征,为该爆炸成形技术的实际应用提供理论分析依据。     

冰体标准爆破漏斗试验研究与数值模拟

通过对不同温度下淡水冰体标准爆破漏斗的试验研究与数值模拟,进一步揭示出不同温度冰体的爆破特征,数值模拟结果与试验结果表现出良好的一致性,研究结果对冰体爆破具有一定的指导意义.     

高能破冰弹水下破冰过程数值模拟

以黄河凌汛期采用爆破法破冰防凌为背景,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了高能破冰弹水下破冰动态响应模型,对高能破冰弹在侵彻冰盖瞬间弹体各部位的应力分布、弹体引信延期时间以及弹体在水下爆炸破碎冰盖过程等主要破冰参数进行了数值模拟,并在黄河破冰防凌现场进行了相同当量药包的模拟破冰试验。模拟试验显示药包放置在水下4.5 m左右对冰盖破碎范围最大。研究结果可为高能破冰弹弹体的优化设计与利用迫击炮发射高能破冰弹进行黄河爆破法破冰排凌作业提供理论支持。     

平板金属爆炸焊接过程数值模拟

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对平板金属爆炸焊接过程进行了数值模拟,获得了爆炸焊接过程中形成的射流及波形,模拟结果与试验结果表现出良好的一致性.数值模拟结果证明,数值模型较准确的反映了爆炸焊接射流和波形的形成过程.同时,输出特征点压力和速度—时间曲线可显示出起爆近点压力小于起爆远点压力.在相同药层厚度条件下,起爆近点爆炸复合能量不足,易出现雷管区边界效应,影响焊接质量.此外,通过数值计算碰撞点压力与速度分布,并与理论计算结果进行了比较,说明数值计算值与理论计算值误差不超过5%,可有效指导爆炸焊接参数的选择.     

铜管与钢板爆炸焊接的实验研究

介绍热交换器制造中铜管与钢板的管板爆炸焊接实验研究结果,确定铜管与钢板爆炸焊接的工艺参数,分析管板爆炸焊接界面的波形特征。实验结果表明,铜管与钢板的爆炸焊接技术是可行的,并可应用于工业生产。根据实验结果,对理论药量计算公式进行修正。