用于石油钻井磨料射流喷嘴的研制

为进一步提高石油钻井磨料射流喷嘴寿命,以自制含有晶粒长大抑制剂的WC-6Co纳米复合粉为原料,采用模压及真空烧结试制了一种磨料射流喷嘴,用扫描电镜观察其组织形貌,并进行硬度和密度的测量.结果表明:试制的WC-6Co硬质合金喷嘴组织均匀,断口平整光滑,WC晶粒细小,平均晶粒尺寸约1.5μm;其硬度为HRA90.7,密度为14.79 g/cm3,接近国外同类产品,有广泛应用推广价值.     

Simulation on Collision of Bird with Windshield by Using MCA

The collision process of a flying bird and the aircraft windshield was simulated by using movable cellular automata ( MCA) method to improve the structure design of aircrafts. The simulation results show that the whole strike process is performed in 4. 8 ms,the critical strike velocity for an aeronautic glass windshield is 360 km/h,the windshield vibrates and deforms in the collision,and after absorbing the kinetic energy,its temperature increases. The simulation results coincide with the experiment data better. It is clear that MCA method has more advantages than the usual methods of continuum mechanics.     

杆式穿甲弹侵彻靶板时弹坑表面熔化快凝层研究

钨合金杆式穿甲弹高速侵彻装甲靶板时,在弹孔表面会产生很薄的“熔化快凝层”。为了进一步研究熔化快凝层的形貌特征和形成机理,对小口径钨合金杆式穿甲弹垂直侵彻30CrMnMo装甲钢板产生的弹坑表面,进行了扫描电镜观察及能谱分析,并利用LS-DYNA对弹、靶作用区的温度场进行数值模拟。结果表明：熔化快凝层的成分包含弹芯材料W、Ni、Fe和靶板材料Fe、Cr、Mn. 其中钨在熔化快凝层中以两种晶粒形式存在,较大的呈扁状细长形,长度为几个到几十 个微米;较小的呈球状弥散分布在基体内,直径为100~400 nm. 还发现杆式弹芯头部的质量消耗是以“溶解破碎”形式发生。对“熔化快凝层”的研究可为深入分析钨合金杆式弹穿甲机理提供依据。     

ANSYS模拟外物冲击的可行性研究

本文对ANSYS模拟外物冲击的可行性进行了研究,在考虑外物冲击属于几何线性或非线性,物理非线性、边界接触非线性问题的基础上分析了ANSYS理论上的可行性,数值模拟静力接触和经典赫兹理论解符合,碰撞的压力曲线与相关文献吻合,为ANSYS模拟外物冲击提供了有力的论证。     

整体多枚爆炸成型弹丸战斗部试验研究及数值模拟

为提高爆炸成型弹丸(EFP)的命中概率和炸药装药利用率,通过在药型罩上预制沟槽和开孔的办法,设计了一种新型整体多枚爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部。靶场静爆试验和数值模拟表明,这种MEFP战斗部能够产生预期的3枚成型弹丸。每枚成型弹丸均可穿透两层15 mm厚叠放的25SiMnMo装甲板,试验靶板上弹孔呈等边三角形分布,有效地提高了命中概率。这种MEFP战斗部对靶板总的穿透毁伤面积较结构相似的单枚EFP提高3倍以上。     

WC-Co纳米涂层的显微组织及性能

采用爆炸喷涂方法制备了WC-12Co纳米涂层和普通涂层,用扫描电镜、X射线衍射对涂层组织结构进行了表征,并测定了硬度和结合强度。结果表明纳米涂层比普通粗晶涂层组织更致密,硬度略高,塑性较好,耐磨性较差。提高C2H2/O2气体流量的比例,可以有效地抑制涂层中WC相的分解。     

穿甲过程中钨合金杆式弹失效模式及数值模拟

为深入研究钨合金杆式弹穿甲侵彻过程中的变形、失效模式,利用扫描电镜和有限元数值模拟,观测、分析钨合金残余弹芯头部剖面显微组织的变形演化。结果表明:穿甲侵彻过程中,钨合金弹芯头部发生剧烈的塑性变形而呈"蘑菇头"形状,钨晶粒被严重压扁,表出现良好的动态塑性。弹芯"蘑菇头"前端垂直侵彻方向1mm处产生绝热剪切带,剪切带内W颗粒和W-W界面上均有微裂纹产生,并表现出溶化现象。数值模拟表明,钨合金在侵彻过程中"蘑菇头"不断形成和脱落,弹芯因此发生销蚀而逐渐变短。弹芯"蘑菇头"处材料剧烈变形如同塑性流动,变形局部化主要出现在"蘑菇头"两侧边缘或前端垂直于侵彻方向处。