弹线膛一体径向精锻成形身管内膛轴向褶皱缺陷的形成机理

弹线膛一体径向精锻工艺能同时成形身管的弹膛和线膛,内膛同轴度高,成形效率高,但该工艺成形的身管内壁会产生轴向的褶皱,褶皱在后续锻造中会演化成裂缝,从而严重影响身管的安全性。为了研究内膛褶皱缺陷的形成机理,建立了三维径向精锻有限元模型,设置进给速度、转速、锤头角度、夹持压力等多组工艺参数变量进行了仿真。仿真结果表明,内膛轴向褶皱是在锻造过程的下沉段形成的,其形成机理是由于四锤头之间存在间隙,导致每次锻打时同一截面工件径向发生不均匀变形,使得径向位移产生差异,经过多次锻打累积,内壁相邻节点的径向位移差就形成了轴向褶皱。同时研究表明,锤头角度越大,毛坯厚度越小,毛坯内径越小,则褶皱形成越晚。建立了以减径量为指标的下沉段褶皱成形判据,通过径向精锻实验验证了该判据的正确性。

基于CT图像的长管骨有限元材料属性研究及实验验证

目的探讨经酒精处理的新鲜人体长管骨个性化材料属性定义的方法,以及骨骼材料数目对有限元结果的影响。方法利用断层扫描CT图片,在Mimics中建立股骨干三维实体模型,然后导入Hypermesh中分割成皮质骨、松质骨以及骨髓;根据相关经验公式分别赋于皮质骨和松质骨的材料参数,设置5组材料数目的不同仿真组;在Abaqus中进行线弹性阶段的压缩实验仿真,并进行体外验证实验。结果端部位移在0～1 mm时,松质骨材料数目为1种,皮质骨材料数目大于10种的整体力-位移有限元仿真结果与实测数据平均相对误差在10%左右;骨干的测量点变形量的有限元结果与实测数据相对误差为14.6%。在小位移下0～0.5 mm时1,种皮质骨材料的整体力-位移的仿真结果与实测数据误差为2.83%。结论 (1)利用CT图片灰度值,可以精确定义骨骼各成份的材料属性;(2)皮质骨材料数目设定对有限元仿真结果影响较大,将皮质骨设定10种即可满足有限元分析需要;(3)小变形时,1种材料的皮质骨就能满足分析要求。

身管线膛精锻加工过程的数值分析

身管线膛精锻加工工艺是身管线膛制造的一种新方法,它可以提高生产效率,同时经线膛精锻加工的身管寿命比常规加工的身管寿命高,精度好。因此,身管精锻工艺已广泛应用到欧美的大部分速射武器身管的制造中。我国虽然已将线膛精锻工艺应用到部分口径的身管生产中,但其工艺基础理论分析却非常缺乏。以某身管线膛精锻加工过程为研究对象,用基于拉格朗日方程的大变形刚塑性有限元商用软件DEFORM-2D对身管精锻加工过程中的应力及径向锻压力进行建模和数值分析,用实验验证了模型和方法的正确性,改变精锻加工过程中的加工参数和模具结构参数,找出加工参数和模具结构参数对加工过程的定量影响规律,从而对实际加工过程中工艺参数的优化选取提供参考。

弹丸挤进过程的有限元模拟与分析

本文针对依靠观察和实验难以解决的弹丸在枪管挤进过程中带有过盈摩擦大变形接触的难题,建立了弹丸挤进枪管的有限元分析模型,运用动态显式算法以及网格自适应技术,通过数值模拟研究了铅芯弹丸的挤进过程,展示了弹丸上膛线压痕的形成过程和材料的流动情况,分析了挤进前后弹头壳和铅芯的变形特征,以及挤进结束后弹丸的残余应力,从而为改进射击精度提供理论参考依据。

身管膛线精锻成形金属流动与变形分析

以某身管膛线精锻加工过程为研究对象,使用通用有限元商业软件Abaqus建立了三维轴对称有限元模型,对身管膛线的成形过程进行数值模拟,分析了膛线嵌入芯棒过程中的金属流动情况。此外,还分析了芯棒结构及断面减缩率对膛线成形的影响,为实际加工过程中工艺参数的选取提供依据。

身管径向精密锻造的塑性应变分析与锻造比研究

目的研究身管径向精密锻造中,不同变形阶段的锻造比与塑性应变的关系,以及内膛成形的条件。方法提出了局部锻造比的概念,推导了整体锻造比和局部锻造比的关系。基于局部锻造比,给出了单次锻打所产生的塑性应变增量,求出了径向锻造过程的全场塑性应变的解析解。将弹线膛同时锻造成形的过程分为下沉段和锻造段,探讨了下沉段和锻造段的锻造比对各自塑性变形的影响,提出了内膛成形的必要条件,并用实际身管锻打进行了试验验证。结果每个截面沿轴向的变形都是均匀的拉应变,其值和锻造比成正比;径向和周向应变随着径向位置而变化,且和半径的平方成反比。结论下沉段的锻造比过大对内膛成形不利,增大锻造段的锻造比有利于内膛的成形。

应用多性能参数退化数据评估身管寿命可靠性

针对具有多性能退化数据的产品,提出了基于多性能退化数据的一般可靠性评估方法和步骤。以某高射机枪身管为研究对象,在对身管进行特性分析的基础上选取弹丸初速与内膛烧蚀磨损量为性能退化参数,开展试验并获取在一定条件下的性能退化数据。最后,应用多性能退化数据的可靠性评估方法对身管进行可靠性评估,得出了可靠度变化规律,并且分析了退化量之间的相关性对可靠度结果的影响。

基于随机有限元法的武器身管寿命预测

针对武器身管的寿命预测往往采用确定性有限元分析方法,但这种确定性解法不能正确反映实际情况下个别随机参数对身管寿命的不确定性影响。将某口径速射武器作为研究对象,基于随机有限元分析方法,利用瞬态动载荷身管温度场的计算结果,结合身管内膛径向磨损量计算经验公式,采用蒙特卡罗法求解,得出内膛径向磨损量的分布规律,利用MATLAB曲线拟合以及积分工具得出身管烧蚀寿命分布,从而为身管弹道寿命的设计提供理论参考。

人在摔倒时股骨上端承载能力的有限元分析——(I)有限元分析模型及股骨失效准则的建立

摔跤后,骨折已成为老年人最严重的损伤之一。有限元分析被证实在股骨的结构分析中是一项非常有用的工具。我们建立了股骨上端的有限元模型,并基于有关文献中关于股骨密质骨和松质骨的强度实验数据建立了Hoffm an失效准则。有限元模型和失效准则用前人的实验结果进行了验证。结果表明:预测的松质骨失效载荷仅比实验值低0.5%,而密质骨失效载荷仅比实验值高4.2%。这说明我们建立的有限元模型结合Hoffm an失效准则将很好地预测人摔倒时股骨的承载能力。

人在摔倒时股骨上端承载能力的有限元分析——(II)摔跤姿态和载荷位置对股骨承载能力的影响研究

我们用有限元模型结合Hoffman失效准则参数化地研究了载荷条件对股骨承载能力的影响。载荷条件包括摔跤姿态角,载荷施加位置及髋关节间的摩擦阻力。参数化研究结果表明载荷施加位置是影响股骨承载能力的关键因素;当外载荷作用在股骨头部时,有两个股骨承载能力的低谷区,如果外载施加在这两个区域,则股骨颈极易发生骨折;髋关节间的摩擦阻力可严重地影响股骨承载能力,这对骨关节炎患者有很大的内在意义。

管件高压液力成形技术的发展综述

管件高压液力成形技术是一种先进异型管件制造技术,它利用高压液体使管件塑性成形,特别适合加工沿轴线管件截面形状连续变化的空心构件,目前已广泛应用于汽车零件的轻量化制造中。介绍了该工艺的技术原理、典型工艺、工装设备、材料及其成形性能、工艺分析方法、摩擦和润滑等方面。

论当代大学生健康思维习惯的培养

本文提出了当代大学生培养健康思维习惯的重要性和必要性,论述了八个重要的大学生应具备的正确思维习惯,并给出了如何发展正确思维习惯的操练方法。

回转撞击构件的动光弹实验研究

为使动光弹实验真实地反映回转撞击构件中的动态应力分布，文中建立了回转撞击构件的动光弹实验装置。该装置实现了在动光弹实验中用运动回转撞击试件来真实地模拟实际回转撞击构件中的应力分布情况。

武器构件回转弯曲撞击瞬态响应分析

以Timoshenko梁理论为基础，建立了武器构件回转弯曲撞击的理论分析和计算方法；讨论了各种撞击条件对回转弯曲撞击瞬态响应的影响；并对武器实际构件56式7.62mm半自动步枪击锤的回转撞击击针，进行了计算，计算结果与实测数据符合较好。

基于刚柔耦合的高方平筛动力学建模与振动模态分析

针对高方平筛和其上固结的柔性吊杆组成的动力学系统,进行了刚柔耦合的动力学建模和振动模态分析。将筛体—偏重块系统和吊杆分别作为刚体和弹性的可变形体,建立了筛体稳态圆振动方程和吊杆悬臂梁力学模型,总结出系统固有频率的计算方法。在此基础上,采用有限元方法对系统进行了模态计算和动力学响应分析。结果表明,理论模型能够很好地反映筛体与吊杆之间的动力学耦合关系;以理论分析为基础的载荷和边界条件的设置,使有限元仿真结果较准确地模拟了系统实际的振动特性。

高方平筛动力学建模与有限元仿真

针对高方平筛和其上固结的柔性吊杆组成的动力学系统,进行了刚柔耦合的动力学建模和有限元仿真分析。应用拉格朗日方程建立了高方平筛非线性动力学方程,根据稳态条件得到了系统近似轨迹圆运动方程。在此基础上,采用MSC.Patran/Nastran建立了高方平筛有限元模型并进行了动力学瞬态响应分析。实验数据验证了理论模型和有限元仿真结果。该文的动力学模型和有限元仿真方法为高方平筛的强度校核和优化设计提供了重要的指导意义和参考价值。

盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力方法研究

为了找到一种准确简便的测定径向锻造身管表面残余应力的方法,将盲孔法测定平板表面残余应力的理论应用到径向锻造身管表面残余应力的测量中。应用有限元软件计算盲孔释放系数的方法,对比在相同材料、受力情况与钻孔条件下的身管表面盲孔的释放系数与平板表面盲孔的释放系数,得到了盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力的适用性范围;结合有限元法计算释放系数的优越性,提出了一种通过直接修正释放系数来修正由钻孔偏心所引起的误差方法。并应用盲孔法测定了某锻后身管表面的残余应力。

身管冷径向锻造残余应力的模拟研究

身管是自动武器的核心部件,冷径向锻造是制造自动武器身管的一项新工艺。冷径向锻造后的身管通常需要后续的机械加工,且身管在动态的高温高压载荷下射击,锻后身管中的残余应力将直接影响身管后续加工中的尺寸精度及身管使用时的疲劳寿命。为了预测冷径向锻造身管内的残余应力分布及影响残余应力分布的各参数,建立了模拟身管的冷径向锻造及回弹过程的轴对称模型,得到了回弹后身管内的残余应力分布,并分析了各工艺参数对锻后身管内残余应力分布的影响规律,为进一步控制锻后身管内残余应力的分布提供了参考。

骨质流失模式对股骨承载能力的影响

本文用有限元法(FEA)研究了与年龄老化有关的骨质流失对人在摔倒时股骨承载能力的影响。这里共研究了四种骨质流失模式:密质骨均匀流失,股骨颈密质骨流失,股骨大转子密质骨流失和松质骨均匀流失。研究结果表明,密质骨非均匀流失比密质骨均匀流失更加危险,而其中股骨大转子密质骨流失比股骨颈密质骨流失具有更低的承载能力。松质骨均匀流失也会引起股骨屈服和折断载荷的降低,但减少是有限的。这些结论将对由于骨质流失而引起的股骨骨折危险性临床诊断起参考价值。

基于多性能参数退化数据的可靠性评估及应用

针对同一系统中多个性能参数同时退化的情况,研究了多个性能参数的退化量独立和相关情况下的可靠度计算模型,建立了基于多性能参数退化数据的可靠性预测方法及步骤,并以某航空液压泵的性能退化试验数据为例进行了可靠性分析,得出了预测的可靠度变化规律,同时分析了退化量之间的相关性对可靠度预测结果的影响。