双层梯度蜂窝吸波结构优化设计

为了提高蜂窝结构的吸波特性,设计了一种带蒙皮和金属底板的双层梯度蜂窝吸波结构,并利用Hashin-Shtrikman (HS)模型获得其等效电磁参数。在此基础上,以反射率低于-10dB的带宽最大为优化目标,利用保收敛粒子群优化算法(Guarantee Convergence Particle Swarm Optimization,GCPSO)对四种不同排序方案的双层梯度蜂窝吸波结构进行优化设计。结果表明,入射电磁波的角度和极化方式以及吸波材料的选择、排序和厚度对双层梯度蜂窝结构的吸波性能有很大的影响;不同入射角度下Transverse Magnetic (TM)极化时的吸波特性明显优于Transverse Electric (TE)极化,在入射角为60°时最为明显;对比四种方案优化结果显示,Case 1方案由于选用损耗角较小的吸波材料充当透波层,分布于蒙皮下面,而选用损耗角较大的吸波材料作吸收层,并置于吸波结构底层,因而具有最大的优化目标函数,吸波效果最佳,且蜂窝高度仅为具有相同吸波效果的Case 3方案的49.44%。因此,选择Case 1方案作为本文最终优化结果。

自约束结构装药下T2/Q345爆炸焊接研究

为提高炸药爆炸能量利用率,减小焊接药量,提出利用自约束结构装药开展爆炸焊接研究。通过理论计算得到T2/Q345爆炸焊接窗口,并且以T2铜和Q345钢分别作为覆层和基层,采用双层蜂窝结构炸药作为焊接能量,开展T2/Q345爆炸焊接实验研究。研究结果表明以自约束结构的双层蜂窝炸药爆炸焊接得到的T2/Q345复合板结合性能良好,相对于爆速分别为2505 m·s^(-1)和3512 m·s^(-1)单层装药结构炸药,双层蜂窝炸药进行T2/Q345爆炸焊接分别可以节约54.4%和31.4%药量,并且随着碰撞点移动,T2/Q345复合界面从平直状结合转变为波形结合。

采用自约束结构炸药的铜/钢爆炸焊接

为了提高爆炸能量的利用率,减少焊接药量,提出采用自约束结构炸药进行爆炸焊接。采用T2铜板和Q345钢板分别作为复板和基板,通过理论计算得到T2/Q345爆炸焊接窗口。采用双层蜂窝结构炸药作为自约束结构焊接炸药,对T2铜与Q345钢的爆炸焊接进行了试验研究。通过力学性能测试和显微组织观察,研究了T2/Q345复合板的结合性能。结果表明:与爆速为2505和3512 m·s^(-1)的单层炸药相比,T2/Q345复合板爆炸焊接采用的双层蜂窝结构炸药量分别减少了54.4%和31.4%;随着传播距离的增加,复合板的结合界面由直线结合向波状结合转变。复合板的抗拉剪切强度为237.0 MPa,满足T2/Q345复合板的结合强度要求。爆炸产生的硬化发生在结合界面附近,采用双层蜂窝结构炸药爆炸焊接得到的T2/Q345复合板具有良好的结合性能。