连接方式对蜂窝夹芯结构抗爆性能的影响规律研究

目的旨在探究近场空爆载荷作用下蜂窝夹芯结构面板与芯层的连接方式对抗爆性能的影响。方法分别设计了由激光选区熔化技术打印制备的316L不锈钢一体式蜂窝夹芯结构和分离式蜂窝夹芯结构2种构型,并进行了50 mm爆距的爆炸冲击实验。后又结合数值模拟方法对比分析了一体式、分离式、胶接式和焊接式4种连接方式在爆炸载荷作用下的动态响应过程,并分别从各层结构变形失效、背板最大残余挠度及吸能等角度联合揭示了抗爆性能差异及其影响规律。结果一体式蜂窝夹芯结构背板最大残余挠度为17.5mm,相比分离式、胶接式和焊接式,分别减少了47.3%、43.0%、28.3%。爆炸冲击结束后,一体式蜂窝夹芯结构的总塑性应变能和背板应变能占比分别为866.9J、13.3%,与焊接式蜂窝夹芯结构的相近,但其总塑性应变能较分离式、胶接式分别低4.1%、16.6%,而背板应变能占比则较二者分别低13.8%、14.3%。结论通过实验与仿真研究,证明了连接强度对蜂窝夹芯结构抗爆性能具有显著的影响,其中一体式结构抗爆性能表现最佳,且连接强度越高,其运动速度越小,响应时间也越短,对其提升防护结构的减震效果具有重要作用。

不锈钢金属蜂窝的制备、组织结构及力学性能研究

采用410L不锈钢粉末与增塑剂的混合物，用增塑挤压烧结法制备了不锈钢金属蜂窝，研究了挤压成形过程、烧结温度和时间对蜂窝组织结构的影响及蜂窝的压缩性能。结果表明，合适的挤压料配比为70％～80％，挤压力为9．5～11MPa；随烧结温度、时间的提高，蜂窝的表观密度等结构参数都提高，但温度的影响大于时间的影响；烧结组织由Fe—Cr固溶体、（Fe，Cr），Si和（Fe，Cr）3C组成，最佳烧结参数为1235℃及25min；蜂窝屈服强度与表观密度密切相关；径向压缩为单一层状屈服，最大屈服强度可达40．9MPa（表观密度2．16g／cm^3）；轴向压缩变形为多变形带屈服，最大屈服强度为224．7MPa（表观密度2．02g／cm^3）。

不锈钢-普碳钢的双面爆炸复合

为了解决现行爆炸复合装药方式落后及炸药爆炸的能量利用率极低的问题,使用了一种保证装药质量的蜂窝结构炸药,并将该蜂窝结构炸药应用于一次起爆可复合二块复合板的双面爆炸复合技术。进行了7mm厚的蜂窝结构炸药用于3mm厚的不锈钢板和16mm厚的Q235钢板的双面爆炸复合实验;并计算得到了复板碰撞速度的上下限及2组实验中复板的碰撞速度。由于受到蜂窝材料和双面复板的多向约束,炸药的临界厚度显著降低,乳化炸药在5mm厚度时仍可以稳定爆轰。研究结果表明:和现行的单面爆炸复合相比,在复合相同数量复合板的情况下,采用蜂窝结构炸药的双面爆炸复合技术中,炸药的使用量节省了77%,炸药的能量利用率得到显著提高;计算与实验结果一致性较好。

不锈钢夹层复合板的胶接强度

为了提高不锈钢夹层复合板的胶接强度,研究了表面处理、胶粘剂对不锈钢夹层复合板(铝蜂窝夹芯)胶接强度的影响。结果表明:不锈钢基材的表面处理是影响夹层复合板胶接强度的主要因素,盐酸-甲醛法处理的不锈钢板胶接强度最优,相同条件下,国产环氧胶膜夹层复合板胶接性能相对较好,最大胶接强度达到4.63 kN·m^(-1)。

不锈钢-3003铝合金蜂窝夹芯板轧制复合工艺

研究了采用轧制复合方法生产不锈钢-3003铝合金蜂窝夹芯板的工艺.结果表明:经过表面清理的面板和芯板,在加热至500～550℃后进行轧制复合,在变形率为25%以上时即可以实现牢固的初结合,面板与芯板间的结合主要依靠'裂口机制';轧制过程中芯板上的圆孔出现了类似于墩粗的情况,为使芯板上孔系能够发挥作用,轧制变形率应当控制在25%～40%之间;经过退火热处理后,夹芯板的抗拉强度、弯曲强度和延伸率等力学性能均达到相关产品标准.

挤压316L金属蜂窝的烧结及其组织性能研究

以金属粉末、粘结剂为原料,经炼料制成膏状挤压料,通过挤压模成型为蜂窝状,再经高温烧结制备成316L不锈钢蜂窝.研究了烧结气氛、烧结温度对蜂窝烧结组织结构的影响,并对烧结后的蜂窝进行力学性能测试.结果表明,在氢气中烧结的316L蜂窝组织,金属颗粒间形成烧结颈,呈网状连接在一起,并随温度升高颗粒合并长大成晶粒,基体组织为Fe-Cr-Ni-C(γ-Fe)固溶体,第二相球形颗粒为富含硅的低熔点化合物;在真空中烧结,金属颗粒表面形成氧化物Fe2Cr4O4、Cr2O3,以及SiO2,大量的表面氧化物阻碍了金属粉末颗粒的结合,直接影响烧结蜂窝的强度,致使烧结蜂窝强度远低于氢气中烧结的蜂窝.在氢气中烧结的316L金属蜂窝,其径向抗压强度可达40～50 MPa,远高于目前广泛应用的陶瓷蜂窝载体,是作为载体材料的一种理想选择.

城市轨道交通车辆用不锈钢蜂窝应变率敏感性研究

目的:不锈钢蜂窝具有较大的额定吸能容量,可以作为车辆端部的吸能材料,现已应用于车辆防爬器的吸能区,因此需研究应变率效应对不锈钢蜂窝动态冲击性能的影响。方法:以304不锈钢为基体材料,建立了不锈钢蜂窝异面压缩数值模型。采用两种不同规格的不锈钢蜂窝进行仿真建模,并结合不锈钢蜂窝的准静态压缩试验,验证模型的有效性。基于不锈钢蜂窝有限元模型,分析应变率效应对不锈钢蜂窝结构压溃应力、吸能和不锈钢蜂窝变形模式的影响。结果及结论:304不锈钢材料具有明显的应变率强化效应;考虑应变率效应的压溃应力-位移曲线较为光滑,与文献中的试验所得的曲线更接近;考虑应变率效应后,不锈钢蜂窝的峰值压溃应力和平均压溃应力明显增大,最大压缩位移和理想吸能效率有所减少;304不锈钢材料的应变率效应会使蜂窝结构形成塑性铰所需的应变增大,进而影响其变形模式。

不锈钢蜂窝轴向压缩特性研究

不锈钢蜂窝在相同体积下,与铝蜂窝相比,吸能能力更强。通过对不同规格的不锈钢蜂窝进行准静态压缩试验与落锤动态冲击试验,研究其动、静轴向压缩特性。试验结果表明,由于不锈钢材料强度对冲击速度较为敏感,在动态冲击下,蜂窝的压溃强度是准静态压溃强度的1.36~1.40倍。采用数值模拟方法分析了冲击速度、孔格壁厚以及孔格边长3个因素对蜂窝压溃强度的影响。分析结果显示,不锈钢蜂窝压溃强度会随着冲击速度和孔格壁厚的增加而增加,随着孔格边长的增加而减小。

粉末增塑挤压制备Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能

为制备性能优良的Al_2O_3/430L复合型蜂窝载体材料,本文以430L不锈钢合金粉末、Al_2O_3粉末、粘结剂为原料,采用粉末增塑挤压技术挤压成形,并在1 100℃真空中烧结2 h获得Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料.借助SEM、XRD及万能试验机,研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料的组织与性能的影响.研究表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成的基体组织为α-Fe(Cr),在基体晶粒间孔隙处和表面弥散分布着Al_2O_3颗粒.添加少量的Al_2O_3可提高烧结密度,制件表面光滑.随着Al_2O_3添加量增加,蜂窝材料表面负载催化涂层的能力增强;抗压强度随Al_2O_3添加量的增加先升高后降低,在Al_2O_3含量为2.5wt.%时,最大抗压强度达27 MPa.添加2.5wt.%Al_2O_3所制备的Al_2O_3/430L复合型蜂窝材料力学性能最佳、表面负载催化涂层的能力优良.

304不锈钢消音蜂窝钎焊工艺、组织及力学性能分析

采用镍基BNi2钎料钎焊制备了304不锈钢消音蜂窝,对蜂窝芯体与面板钎焊界面组织和蜂窝的力学性能进行了分析和测试,并研究了钎焊热循环次数对钎焊界面组织和蜂窝拉伸力学性能的影响,为实际工程应用确定未焊合缺陷补焊次数提供了依据。液态钎料的毛细作用使钎料沿蜂窝芯箔材表面铺展并与箔材发生显著的元素扩散反应,蜂窝芯与面板之间的钎缝由Ni、Cr、Si等互溶而成的Ni基固溶体组织组成,未生成脆性共晶组织或金属间化合物。钎料中的B和Si元素显著扩散于面板材料中,形成钎料-面板反应区,因B元素的沿晶界快速扩散效应,面板侧组织呈现晶界元素渗入特征。随着钎焊次数增加,钎料对母材的溶解和晶界渗透增加,钎焊界面组织发生显著变化。制备的304不锈钢消音蜂窝拉脱强度为7.21MPa,呈现板/芯界面附近蜂窝芯破坏特点,多次钎焊时蜂窝拉脱强度呈下降趋势。制备的304不锈钢消音蜂窝平压、侧压和弯曲力学性能测试过程均经历弹性变形、塑性变形和失稳三个阶段,强度值分别为5.67MPa、33.85MPa和105.87MPa,平压和弯曲失效模型为蜂窝失稳,侧压破坏除蜂窝失稳外,发生穿孔面板与蜂窝芯体剥离的现象。鉴于多次钎焊热循环对蜂窝拉脱强度的不利影响,建议304不锈钢蜂窝钎焊缺陷的最大补焊次数为一次。

增材制造曲边蜂窝结构的力学行为和吸能特性

针对直边蜂窝结构进行优化,提出了一种S形曲边蜂窝结构.基于激光选区熔化增材制造技术,以GP1不锈钢为基材,制备了直边和曲边蜂窝结构,实验结合有限元计算模拟研究曲边蜂窝结构的力学响应、变形模式和吸能特性,并讨论了加载应变速率和相对密度的影响规律.结果表明:(1)S形曲边蜂窝结构的载荷—位移曲线出现2次平台区,其原因是S形曲边蜂窝结构出现从六角变形模式向四角变形模式的转变;(2)在相同体积条件下,相比直边蜂窝结构,S形曲边蜂窝结构的吸收总能量和吸能有效率均得到一定提升;(3)随着加载应变速率增大,S形曲边蜂窝结构二次平台载荷均增大,第2次平台载荷对加载应变速率更为敏感,同时还发现加载应变速率不影响S形曲边蜂窝结构的变形模式;(4)随着相对密度的增加,S形曲边蜂窝结构二次平台载荷均呈线性增长,压实临界位移量减小.

功能性镜面不锈钢穿孔蜂窝铝板吊顶加工及安装施工技术研究

京雄城际北京大兴机场站为地下车站,吊顶设计及施工不仅要考虑美观,还要综合考虑吸声、通风、排烟及空间感等要求。受地下车站结构层高及复杂管线的限制,站厅层采用了镜面不锈钢穿孔蜂窝铝板工艺,在解决功能性需求的同时,提升了车站的净空感,可为类似工程提供参考。

蜂巢结构芳纶/不锈钢混纺织物防护性能研究

文章研究了不同蜂巢组织结构及其规格对芳纶/不锈钢混纺织物屏蔽性能和服用性能产生的影响。首先,以涤纶纱、不锈钢/芳纶混纺纱作为研究对象,测试其线密度、捻度、捻向、单纱强力等物理指标;其次,将涤纶纱作为经纱,不锈钢/芳纶混纺纱作为纬纱,分别设计了1/3、1/4和1/5蜂巢组织并进行织造,探讨不同蜂巢组织形成的蜂窝结构对织物防护性能及服用舒适性能的影响。结果表明,蜂窝结构在电磁波传输过程中起到多次反射作用,1/4蜂巢织物因布面纱线排列紧密,呈现出最佳屏蔽防护效果,同时其柔软性能与透气性能良好,为电磁辐射防护服面料的产品开发提供了一定的理论依据。

不锈钢啤酒发酵罐的应用

对不锈钢啤酒发酵罐与碳钢啤酒发酵罐的实际应用进行对比分析,得出不锈钢发酵罐在工艺要求、维护、综合投资方面优于传统碳钢发酵罐的结论,不锈钢发酵罐是啤酒发酵罐发展的必然趋势。

蜂窝状多孔316L不锈钢的选区激光熔化制备

对含预合金316L不锈钢和NH4HCO3（质量比96：4）的混合粉末进行选区激光熔化,制备多孔材料的实验研究。利用扫描电镜分析试样的微观孔隙特征。结果表明,在较高激光功率（800W）条件下,可形成蜂窝状的多孔结构,孔径分布均匀（2~5μm）,平均孔径约3.5μm。分析激光功率对多孔结构特征的影响,讨论选区激光熔化蜂窝状多孔结构的形成机制。

粉末增塑挤压制备Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料的组织与性能

为制备性能优良的Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料,首先以316L合金粉末、Al_2O_3粉末和黏结剂为原料,通过粉末增塑挤压及在1 200℃氩气气氛中烧结2h获得了Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料;然后,借助SEM、XRD及万能试验机研究了添加Al_2O_3对Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料组织与性能的影响。结果表明:金属粉末颗粒在烧结过程中结合形成γ-Fe基体网状组织,表面有呈多边形几何状形态的Cr_2O_3形成;添加少量的Al_2O_3可以抑制Cr从基体中析出,降低表面Cr_2O_3的含量,使金属颗粒烧结结合更为紧密,组织表面更加光滑;随着Al_2O_3含量的增加,蜂窝材料表面与催化活性涂层的结合能力增强,复合型蜂窝材料的抗压强度先升高后降低;在Al_2O_3含量为5.0wt%时,抗压强度达26 MPa。所得结论表明5.0wt%Al_2O_3/Fe复合型蜂窝材料力学性能最佳,表面涂覆性能优良。

不锈钢芯板结构芯管剪切性能试验研究和有限元模拟

为研究不锈钢芯板结构芯管的剪切性能,对多组不锈钢芯板试件开展试验和有限元模拟,并对两者的结果进行对比。在验证有限元模型可靠性的基础上,对芯管的剪切受力过程和破坏机理进行模拟分析。研究表明:不锈钢芯板结构芯管在剪切作用下的受力过程可以分为三个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段和塑性破坏阶段,芯管破坏的本质是芯管端部受弯导致受压区发生局部屈曲破坏。

蜂巢组织电磁屏蔽织物的性能分析

为制备高效兼具服用舒适性的电磁屏蔽织物,采用涤纶和不锈钢纱为原料织制蜂巢组织导电织物。对组织结构进行设计,获得了6种成品蜂巢组织织物,并与相同配置的平纹组织织物进行对比,分析了蜂巢织物的强力、透气性和柔性等服用性能。通过导电性和电磁屏蔽效能测试,研究了纱线成分、配置方式以及循环纱线数对蜂巢织物电磁屏蔽性能的影响。研究结果表明:蜂巢组织独特的立体结构赋予了织物优异的服用性能,当循环纱线数为8,经纬向同时添加不锈钢纱时可获得电磁屏蔽效能值达36.89的电磁屏蔽织物。