鋁合金單層板超高速撞擊彈道極限分析

采用非火藥驅(qū)動二級輕氣炮發(fā)射球形彈丸,對單層5a06鋁合金板進(jìn)行高速撞擊實驗研究,從而模擬空間碎片對航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)的高速撞擊作用。實驗得到了該鋁合金板在不同的速度區(qū)間的損傷模式。結(jié)果表明,彈丸撞擊速度一定時,彈坑深度和彈坑直徑均與彈丸直徑呈線性關(guān)系。當(dāng)撞擊速度在4km/s至5km/s時,靶板上的彈坑深度和彈坑直徑隨撞擊速度的增大而減小,在其它速度范圍內(nèi),彈坑深度和彈坑直徑隨撞擊速度的增大而增大。通過固定彈丸直徑,變化撞擊速度,尋找臨界撞擊速度的方法獲得了該鋁合金板在彈丸撞擊速度為1.0km/s至4.2km/s時的撞擊極限曲線,并將實驗彈坑深度與由cour-palais方程得到的預(yù)測彈坑深度進(jìn)行了比較,實驗彈坑深度大于預(yù)測值。

利用2017-t4鋁球彈丸高速正撞擊不同厚度的2a12鋁合金板,模擬空間碎片對航天器防護(hù)屏的高速撞擊作用,分析鋁合金板撞擊穿孔尺寸特征。鋁球彈丸直徑為3.18mm~6.35mm,彈丸直徑與鋁板厚度之比dp/t為1.00~9.96,撞擊速度為1.50km/s~6.98km/s,得到了鋁球彈丸高速正撞擊鋁板的穿孔經(jīng)驗公式。實驗結(jié)果表明:薄鋁板高速撞擊穿孔直徑擴(kuò)張率與彈丸直徑、鋁合金板厚度及撞擊速度有關(guān)。當(dāng)彈丸直徑與鋁合金板厚度之比dp/t一定時,薄鋁板撞擊穿孔直徑擴(kuò)張率隨著撞擊速度的增大而增大;當(dāng)撞擊速度一定時,薄鋁板撞擊穿孔直徑擴(kuò)張率與dp/t呈非線性關(guān)系,且隨著dp/t的增加,對薄鋁板撞擊穿孔直徑擴(kuò)張率的影響減弱。

針對基于聲發(fā)射技術(shù)的在軌航天器遭受空間碎片撞擊損傷的評估問題,采用autodyn軟件進(jìn)行了彈丸超高速正撞擊鋁板所產(chǎn)生聲發(fā)射波動信號的數(shù)值模擬,給出了二維模擬結(jié)果;對所得到的聲發(fā)射信號進(jìn)行小波重構(gòu),得到低頻和高頻部分的信號。通過研究低頻和高頻信號的峰值變化,發(fā)現(xiàn)第一和第二峰值幅度與撞擊速度的變化具有一定的規(guī)律性,通過低頻第二峰值幅度與第一峰值幅度比值將高速撞擊損傷模式分為成坑、錐形穿孔和圓柱形穿孔三種類型。

采用撞擊實驗和理論模型對單層金屬板的抗侵徹性能進(jìn)行了研究,分析了靶體厚度對抗侵徹性能的影響。通過對比撞擊實驗和理論模型計算結(jié)果,驗證了理論模型和參數(shù)的有效性。結(jié)果表明,采用合適的理論模型能夠有效地預(yù)測靶板在彈體撞擊下的彈道極限。此外,分析了靶體在彈體撞擊下的塑性變形總耗能,包括靶板局部變形和整體變形的耗能,同時考慮了靶體材料的應(yīng)變率效應(yīng)。在平頭彈撞擊厚靶的工況中,引入了一個修正函數(shù)對靶體厚度進(jìn)行修正。

以k8型單層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為例,采用有限元分析軟件ansys進(jìn)行建模和計算,對鋁合金網(wǎng)殼進(jìn)行了幾何非線性穩(wěn)定分析,討論了矢跨比、荷載分布形式、初始缺陷和支承條件對網(wǎng)殼穩(wěn)定性承載力的影響。通過與鋼網(wǎng)殼比較,得到了一些關(guān)于鋁合金單層球面網(wǎng)殼穩(wěn)定性的結(jié)論,可為相關(guān)的工程設(shè)計提供參考。

鋁合金單渦輪的鑄造工藝

為精確預(yù)測軋件的溫度場、優(yōu)化軋制工藝和提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量,通過軋制試驗和二維彈塑性有限元法,用msc、merc軟件建立了3104鋁合金板材單道次熱軋有限元溫度模型,分析了空冷、接觸傳熱、塑性變形熱和摩擦熱等傳熱方式對軋板溫度的影響以及軋板初始溫度、軋制速度、接觸傳熱系數(shù)和壓下量等軋制參數(shù)的軋板溫降靈敏度系數(shù)。結(jié)果表明:在單道次熱軋過程中,接觸傳熱對軋板溫度的影響最大,塑性變形熱的影響次之,摩擦熱的影響較小,空冷的影響最小;軋板初始溫度、軋制速度、接觸傳熱系數(shù)和壓下量等軋制參數(shù)的軋板溫降靈敏度系數(shù)依次減小。

1.技術(shù)要求在厚度低于1mm的鋁合金板表面加工0.5mm寬的距陣排列通槽,同時要保證長、寬≥250mm的薄板加工后的平面度在0.08mm以內(nèi),槽縫寬精度在±0.01mm以內(nèi)。這樣的產(chǎn)品對很多加工企業(yè)來說都很難應(yīng)對。零件如圖1所示。主要技術(shù)

采用er5356焊絲對7a52鋁合金厚板進(jìn)行單、雙絲氣體保護(hù)焊工藝對比。對單雙絲焊焊接接頭的變形、顯微組織、焊縫硬度和拉伸性能進(jìn)行了試驗分析。結(jié)果表明,雙絲焊焊接接頭變形小;雙絲焊焊縫與單絲焊焊縫相比,組織更為細(xì)小致密,熱影響區(qū)較窄;焊縫區(qū)硬度高于單絲焊焊縫;焊縫抗拉強(qiáng)度比單絲焊焊縫提高了7.7%。由能譜分析得知采用雙絲焊工藝可抑制鋅的揮發(fā)。

低地球軌道上的航天器易受到微流星體及空間碎片的超高速撞擊,導(dǎo)致其嚴(yán)重的損傷甚至災(zāi)難性的失效。撞擊損傷特性研究是航天器防護(hù)設(shè)計的一個重要問題。通過鋁球彈丸超高速正撞擊薄鋁板的實驗研究和數(shù)值模擬,證明了autodyn-2d軟件數(shù)值模擬預(yù)測薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的有效性。通過對彈丸直徑、彈丸撞擊速度和薄鋁板厚度影響薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的數(shù)值模擬,以及利用實驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果擬合的曲線,得到了鋁球彈丸超高速撞擊薄鋁板的穿孔規(guī)律以及影響薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的主要因素。

很多材料(包括金屬、高分子以及巖石之類),在某些條件下形變時,都會形成剪切帶。這些剪切帶是非晶體學(xué)的,所謂宏觀的,有幾種不同類型。我們所研究的是在常溫、準(zhǔn)靜態(tài)變形時形成的剪切帶。剪切帶形成和發(fā)展已被認(rèn)為是金屬材料大變形時的一種普遍機(jī)制,對其成型加工和應(yīng)用均極為重要。由于剪切帶問題十分復(fù)雜,至今還沒有公認(rèn)的看法。

采用53式7.62mm彈道槍、7.62mm穿燃彈入射鋁合金多層板,彈速為824m/s。利用光學(xué)顯微鏡觀察靶板侵徹后的彈坑微觀組織。結(jié)果表明,距貫穿初始位置約4.3mm開始出現(xiàn)絕熱剪切帶,距貫穿初始位置約3mm開始出現(xiàn)裂紋。裂紋均存在于面板中。在彈丸沖擊下,出現(xiàn)于面板彈坑微觀組織中的絕熱剪切帶與裂紋相比,是一種更有效的能量耗散方式。背板貫穿處邊緣未見裂紋和絕熱剪切帶。中間填料層對裂紋擴(kuò)展有明顯的抑制作用。

本篇是全文的第三部分,繼續(xù)評述國內(nèi)外工業(yè)高速凝固粉末冶金鋁合金的發(fā)展?fàn)顩r,其中包括各種高速凝固粉末冶金鋁-硅合金的成分和性能,以及它們的制備工藝,含si量高的鋁-硅合金耐磨性好,多用于制造汽車發(fā)動機(jī)和空調(diào)器壓縮機(jī)零配件,如活塞、汽缸襯里、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和葉片、發(fā)動機(jī)閥門、彈簧座、連桿等,可大大減輕它們的質(zhì)量,提高發(fā)動機(jī)的效率。還評述了各種高速凝固粉末冶金熱處理可強(qiáng)化2×××系、7×××系鋁合金的成分和性能,以及它們在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用。

高速凝固粉末冶金鋁合金及噴射成形鋁合金是高技術(shù)新材料,在交通運輸裝備制造特別是在航空航天器制造中獲得了較為廣泛的應(yīng)用,妨礙大規(guī)模應(yīng)用的主要屏障是材料制備工藝復(fù)雜,因而價格高,只在一些關(guān)鍵制品方面得到應(yīng)用,不過應(yīng)用潛力廣闊。粉末冶金的最大特點是液滴的凝固速度高,可顯著提高合金元素在鋁中的固溶度,可制備成分復(fù)雜的、合金元素含量高的、性能優(yōu)秀的鋁合金。全文將分三個部分刊出,這一部分是評述高速凝固粉末的各種制備方法,包括霧滴法、噴射沉積法、熔體自旋法。

本篇是全文的第二部分,評述國內(nèi)外工業(yè)高速凝固粉末冶金鋁合金的發(fā)展?fàn)顩r,其中包括:各種高速凝固粉末冶金鋁-鋰合金的成分和性能,以及它們的制備工藝,重點評述了高模量、高強(qiáng)度鋁-鋰-鈹合金的特點及其應(yīng)用;各種高速凝固粉末冶金鋁-鐵耐熱合金的成分和性能,重點評述了鋁-鐵-鈰合金和鋁-鐵-釩-硅合金的特性。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和尖端產(chǎn)品的日益精密化、集成化和微型化,微小孔加工的數(shù)量越來越多,對加工質(zhì)量的要求也越來越高。盡管加工微小孔的工藝方法有很多,例如激光束、電子束、離子束和電火花加工等,但是在國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、實用性最強(qiáng)的仍然是麻花鉆機(jī)械鉆孔。

等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術(shù)是一種有效細(xì)化材料的微觀組織的新工藝。本文選擇通道轉(zhuǎn)角、擠壓速度、潤滑條件、變形溫度等4個工藝參數(shù)為變量,根據(jù)選定的正交試驗表對9組不同參數(shù)組合方案進(jìn)行單道次擠壓試驗,通過極差分析,獲得了4個參數(shù)中影響2a50鋁合金晶粒細(xì)化程度的先后順序,同時找出了影響晶粒細(xì)化的主要因素,提出了一個較優(yōu)化的水平組合方案,為后續(xù)的多道次工藝試驗提供了科學(xué)的依據(jù)。

彈道極限是終點效應(yīng)學(xué)的重要研究方面。針對鎢球侵徹鋁合金板的情況,參照相關(guān)試驗方法,并結(jié)合有限元法,提出了一種確定彈道極限的方法;利用結(jié)果數(shù)據(jù),擬合了不同彈靶條件下彈道極限的經(jīng)驗公式。采用文中方法所得彈道極限,與實驗結(jié)果相比差別較小,證明了該方法的合理性。

針對空天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)抗沖擊性能,基于已得實驗結(jié)果對沖擊載荷作用的平紋編織c/sic復(fù)合材料薄板碎片云團(tuán)結(jié)構(gòu)定性建模及分析,獲得c/sic碎片云中特殊軸向柱狀高能區(qū)?；赼utodyn正交各向異性材料模型推導(dǎo)材料參數(shù)并與實驗對比,驗證模型及參數(shù)的合理性。據(jù)c/sic碎片云團(tuán)特點選取彈丸剩余速度、碎片云軸向平均速度及分散角作為主要特征參數(shù),并以球形al彈丸薄板撞擊模型為對象,對超高速撞擊多種工況c/sic面板的抗沖擊性能進(jìn)行規(guī)律分析及評估。

主要介紹了鋁合金單渦輪鑄件的鑄造工藝設(shè)計與該鑄件葉片砂芯芯盒的設(shè)計、制作方法。通過多年的生產(chǎn)證明,其工藝方法均能滿足該零件的品質(zhì)要求

據(jù)了解，鋁合金單板一般是2～4mm的鋁合金板，在制作成墻板時，先按二次設(shè)計的要求進(jìn)行鈑金加工，直接折邊，四角經(jīng)高壓焊接成密合的槽狀，墻板背面用電焊植釘?shù)姆绞筋A(yù)留加強(qiáng)筋的固定螺栓。鈑金工作完成之后，再進(jìn)行氟碳漆的噴涂，一般有二涂三涂，

介紹一種單體支柱拆柱機(jī)原理及拆柱工藝