一种调质50SiMnVB钢Johnson-Cook本构模型的建立

研究正火、正火+淬火+中/低温回火、调质处理的50SiMnVB钢的硬度及微观组织,发现50SiMnVB钢通过860℃×120 min(油冷)淬火+600℃×60 min(水冷)回火这种调质工艺处理后,具有较好的综合力学性能。利用电子万能材料试验机和SHPB实验装置对这种调质工艺处理后的50SiMnVB钢常温下的准静态和动态力学特性进行了测试,得出材料在不同应变率下的应力-应变曲线;采用参数识别法和最小二乘法建立了调制50SiMnVB钢较宽应变率下的Johnson-Cook本构模型,和实验结果吻合较好。

理想弹塑性线性强化模型的身管残余应力分析

为计算理想弹塑性线性强化模型机械自紧身管的残余应力,基于弹塑性力学和一些基本假设,通过对加载和卸载过程中的身管做弹塑性分析,得到了机械自紧身管的塑性半径、加载和卸载过程中的应力应变、反向屈服半径的计算公式。利用机械自紧身管加载和卸载过程中的应力,给出了身管有反向屈服和无反向屈服两种情况下残余应力的计算公式。应用这些公式计算了一个模拟管的塑性半径、反向屈服半径和残余应力,结果表明理论值与实验值吻合良好。

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个不同模拟管的塑性半径,结果表明理论值与实验值吻合良好。该公式可根据过盈量求出塑性半径和自紧度,或者在已知自紧度的情况下确定过盈量。

回火温度对50SiMnVB合金钢动态力学性能的影响

研究回火温度对50SiMnVB合金钢动态力学性能的影响.首先对正火50SiMnVB合金钢进行淬火处理,然后分别进行200℃,300℃,400℃,500℃,600℃回火处理并测试其硬度.从正火50SiMnVB合金钢和回火后的5组试样中选出硬度差别较大的3组试样,分别进行SHPB(Split Hopkinson PressureBar)实验.研究了回火温度对这3组试样动态力学性能的影响,结果表明:50SiMnVB合金钢属于应变率敏感材料,其中:200℃回火50SiMnVB合金钢在同一应变率下,屈服强度最高,但实验结果为45°剪切断裂,材料塑性变差;正火50SiMnVB合金钢和600℃回火50SiMnVB合金钢没有发生动态压缩破坏,在高应变率下表现为塑性材料.

机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算

机械自紧是依靠冲头同身管内径的过盈量使身管内壁产生塑性变形,提高承载能力,达到自紧的目的.准确建立冲头过盈量与塑性半径之间的关系,才能准确地预测自紧度.为此,利用合理的简化假设,通过对冲头进行弹性分析和对厚壁圆筒进行塑性分析,利用机械自紧在加载过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等这一边界条件,推导出了过盈量与塑性半径之间的计算公式,从该公式可直接由过盈量求出塑性半径,由塑性半径便可预测出机械自紧厚壁圆筒的自紧度.为了验证公式的正确性,对10种不同过盈量的机械自紧过程进行了数值模拟,理论计算与数值模拟的结果进行比较,发现理论计算结果与数值模拟的结果比较吻合.

机械自紧加载解研究

为了计算机械自紧厚壁圆筒在加载阶段的应力应变,利用空间轴对称问题的基本方程及合理的假设,对具有理想弹塑性材料模型的厚壁圆筒加载过程进行了弹塑性分析,对加载阶段的冲头进行了弹性分析.利用机械自紧加载过程中的边界条件和连续性条件,推导出了塑性半径的计算公式以及厚壁圆筒和冲头在加载过程中的应力应变.为了验证公式的正确性,对10种不同过盈量的机械自紧过程进行了数值模拟,将塑性半径的理论值与数值模拟的结果进行比较,发现理论计算结果与数值模拟的结果非常接近.

机械自紧残余应力计算

为计算理想弹塑性模型机械自紧厚壁圆筒的残余应力,首先利用轴对称问题的基本方程,对加载过程中的厚壁圆筒作弹塑性分析,对加载阶段的冲头作弹性分析.其次利用机械自紧加载过程中的边界条件和连续性条件,推导出了塑性半径的计算公式以及厚壁圆筒和冲头在加载过程中的应力应变.再次对卸载阶段的厚壁圆筒进行弹塑性分析,得到厚壁圆筒卸载阶段的弹塑性解,最终得到厚壁圆筒残余应力和反向屈服半径的计算公式.利用残余应力计算公式计算了一个模拟管的残余应力,结果表明理论值与实验值吻合良好.

热处理工艺对50SiMnVB合金钢的准静态压缩性能的影响

研究正火、正火+淬火+中/低温回火、调质处理的50SiMnVB钢的硬度.从正火50SiMnVB合金钢和回火后的5组试样中选择硬度差别较大的3组试样,分别为正火50SiMnVB合金钢,200℃和600℃回火50SiMnVB合金钢,进行了应变率为10-3s-1和10-1s-1的准静态压缩试验,得到真实的应力-应变曲线.结果表明:50SiMnVB合金钢属于应变率敏感材料,200℃回火50SiMnVB合金钢在同一应变率下,屈服强度最高,但实验结果为45°剪切断裂,材料塑性最小;正火50SiMnVB合金钢屈服强度最低,但塑性最好;600℃回火50SiMnVB合金钢屈服强度和塑性都居中.

机械自紧火炮身管残余应力分析

为计算具有包兴格效应和卸载硬化效应的机械自紧火炮身管的残余应力,对卸载阶段的火炮身管进行弹塑性分析,得到火炮身管卸载阶段的弹塑性解和弹性解,再结合理想弹塑性材料模型加载阶段的弹塑性解,得到了火炮身管反向屈服半径、残余应力和残余径向位移计算公式.为验证公式的准确性,将理论值与实验值进行比较,误差很小.

液压自紧身管力学性能数值模拟

为研究液压自紧身管的力学性能,利用ANSYS软件对普通身管发射时的各项应力进行数值模拟;对9个不同液压作用下的身管的液压自紧进行了数值模拟,得到液压自紧身管的各项残余应力;再对9个不同液压自紧后的身管施以相同的膛压,模拟了液压自紧身管在发射时的各项应力.最后对普通身管和液压自紧身管在相同膛压作用下的等效应力进行了对比.通过对比等效应力分布,找出了最佳的液压范围和最佳的超应变.

SHPB实验技术及其发展

基于材料动态力学性能研究,全面阐述SHPB测试技术的基本原理,以及近年来在测试材料动态力学性能方面的发展及应用。

基于AHP方法的专家打分主战坦克性能综合评价

通过采用AHP方法对主战坦克的性能进行了层次化,将主战坦克的性能归纳为攻击能力、机动能力、自卫能力和通信侦查能力,并以此作为准则。通过构造判断矩阵、计算出各自对整体的权重。进一步细化,计算出各具体指标对于准则的权重。通过专家打分,用前面计算的各指标的权重合成主战坦克的综合得分,进而可进行主战坦克综合性能评价和排队。结果证明,该方法可以有效的解决这类多目标、多准则排队和决策问题。

SHPB实验技术应注意的几类问题

系统地综述了SHPB实验技术原理和研究进展,指出当前SHPB实验技术应注意的几类问题,包括大直径压杆的弥散效应问题、应力不均匀性问题、端面摩擦效应问题、高温高应变率测试问题和SHPB实验数据处理问题,并在此基础上提出解决问题的基本思路与方法。

两栖车辆非线性横摇阻尼系数估计

为了估计两栖车辆非线性横摇阻尼系数,根据能量法提出了能量损耗函数概念,并根据两栖车辆自由横摇衰减曲线确定实验的能量损耗函数,再采用最小二乘法来确定非线性阻尼系数。为了考察该方法的有效性,通过数值仿真的方法生成模拟自由横摇衰减曲线,采用提出的方法预报了不同初始条件下的阻尼系数,最后根据两栖车辆的自由横摇衰减曲线,估计了平方型的阻尼系数。结果表明该方法精度高、操作简单,不但适用于小角度横摇,而且适用于大角度横摇。

正火态50SiMnVB钢Johnson-Cook本构方程的建立

对正火态的50SiMnVB钢常温下的准静态和动态力学特性进行测试,得出材料在不同应变率下的应力-应变曲线。根据Johnson-Cook模型,建立正火态50SiMnVB钢从准静态到动态较宽应变速率范围的物理本构方程。对比结果表明,所建立的本构方程和实验结果吻合较好。

两栖作战武器非线性横摇动力学研究

为了研究两栖作战武器非线性横摇动力学,在借鉴船舶非线性横摇动力学理论的基础上,利用两栖武器水上性能分析计算软件计算某两栖武器的GZ曲线,在考虑了流体附加质量转动惯性矩和非线性阻尼项的前提条件下,建立了两栖作战武器非线性横摇动力学方程,即将该方程化为无量纲形式,并引入状态变量,将二阶非自治动力学方程化为一阶自治动力学方程组,采用四阶龙格库塔法求解,给出了两栖武器在不同频率的波浪扰动下的非线性横摇角位移和角速度响应,并给出了不同工况下的系统相图。结果表明,两栖作战武器在规则波浪的扰动下的横摇运动是一个非线性动力学问题,其动力学特性对参数敏感。

基于改进AHP方法的自动机综合评价研究

为了对火炮自动机的综合性能进行评价,以便为决策部门提供决策依据,采用一种改进的AHP(Analytic Hierarchy Process)方法对6种火炮自动机的综合性能进行了评价.评价时将自动机的性能体系分为目标层、准则层和方案层,用自动机的质量,火炮的口径,弹丸的质量,弹丸的初速和射速作为评价火炮自动机综合性能的准则,并写出相应的判断矩阵,然后用改进的AHP方法找出最优方案,得出的结论与传统的AHP方法一致.改进的AHP方法较传统的AHP方法的主要优点是,省去了对判断矩阵进行一致性检验的过程,减小了人的工作量.

两栖车辆非线性横摇运动的Lyapunov特性指数分析

为了确定两栖车辆在规则波浪激励下的非线性横摇运动形式,根据Lyapunov特性指数(LCE)的定义,采用QR分解法计算两栖车辆横摇运动的LCE,再根据计算出的LCE判断两栖车辆的运动形式.以两栖车辆为例,计算了当波浪频率与横摇固有频率的频率比为1时横摇运动为周期性的运动,当频率比为1.25时横摇运动为混沌运动,并通过数值仿真进行了验证.以频率比为控制变量,计算了当波浪扰动力矩一定时,两栖车辆在不同频率波浪激励下进入混沌运动的阈值.计算结果表明:利用LCE方法可以简单、准确地判断非线性横摇运动类型.

双线性随动硬化材料的机械自紧身管残余应力

为计算双线性随动硬化材料模型机械自紧身管的残余应力,基于弹塑性力学理论及一些基本假设,推导出了双线性随动硬化材料模型机械自紧身管的塑性半径、反向屈服半径,以及身管弹塑性卸载和弹性卸载两种情况下的残余应力计算公式.利用这些公式计算了一个模拟管的塑性半径、反向屈服半径和残余应力,结果表明理论值与实验值吻合得良好.

星形截面身管性能研究

从理论上分析研究了星形截面身管的性能,在不削弱现有身管强度的条件下,分别用增加相同质量的方法、增加相同刚度的方法、增加相同散热面积的方法和增加相同传热热阻的方法,建立了传统火炮身管与星形截面身管性能的数学模型。本文的星形截面身管性能的数学模型可应用于该类火炮身管设计时参考。