复合材料薄膜盖结构与功能一体化设计

目的解决传统硬质泡沫塑料易碎盖存在的承压能力不足、冲破性能不稳定、不能有效防潮控湿、电磁兼容性差等缺陷。方法以某型导弹武器系统发射筒密封盖为主要应用对象开展薄膜盖设计,主要包括总体结构设计、零部件设计、功能设计及仿真验证。结果薄膜盖经密封、承压、冲破、电磁兼容等性能考核,均满足装备贮存使用要求,冲破盖体所受的最大峰值冲击力可稳定保持在1200~1600 N。结论建立了薄膜盖结构与功能一体化设计方法,可满足在研型号对新型密封盖的设计需求,并为新型号弹箭发射筒大尺寸密封盖的顺利研制提供技术储备。

超高强度钢板精准折弯成型工艺技术研究

为解决特种车辆车体制造时超高强度钢板折弯成型存在的回弹、开裂、尺寸精度差以及成型不一致等问题,通过拉伸-压缩试验、缺口拉伸断裂试验等材料性能试验获取了材料力学性能数据,标定了材料本构模型参数,构建了超高强度钢板材料参数数据库和折弯成型数值模拟仿真平台,结合有限元模拟平台实现了不同凸模压下量对超高强钢V型自由折弯成形、回弹过程以及断裂的仿真预测,通过现场实物生产对比仿真验证的模拟结果可知,数值模拟与实物的吻合度达到90%以上,验证了有限元模拟结果的有效性和准确性,为企业提高生产效率提供了依据。

离散型特种制造业数字化转型建设路径探究

制造型企业的数字化转型是指充分开发和利用信息技术及其支持能力,在企业经营、生产管理以及产品研制等多层面实现数据驱动的全新业务模式。随着数字化技术加速创新和武器装备研发体系变革,离散型特种制造业数字化转型已进入关键阶段。综述了国内外数字化转型顶层战略部署,分析了我国工业和离散型特种制造业的发展特点及趋势,并以重庆铁马工业集团有限公司为例,围绕总体平台搭建、生产能力改造和拓展应用等方面展开论述,最后以关键技术为线索,提出针对离散型特种制造业的数字化转型发展建议,为其数字化转型建设与实践应用提供借鉴。

雷达吸波涂层腐蚀失效对雷达隐身性能的影响

目的 研究腐蚀失效后的吸波涂层与雷达隐身性能的变化规律。方法 制备7块吸波涂层样品,分别进行0、24、48、96、240、480、840 h的中性盐雾试验。通过X射线能谱仪和扫描电子显微镜、电化学工作站分别对试验后的样品组成成分和微观形貌、电化学阻抗谱进行表征。利用矢量网络分析仪对盐雾试验后的样品在8~18 GHz频率范围内的雷达波反射率进行测试。结果 吸波涂层在试验96、240 h后出现局部小范围点蚀现象,480、840h时出现大面积点蚀现象。同时,吸收剂形貌也发生改变,涂层氧含量增加,说明涂层中吸收剂被渗入的腐蚀介质腐蚀氧化。通过等效电路图拟合交流阻抗谱数据结果,认为样品腐蚀失效经历了3个阶段,840 h盐雾试验后,样品膜值较试验前原始样品(0 h)已下降69.7%,说明涂层防护性能得到极大破坏。0h样品雷达波反射率均值为-4.27,4dB带宽实现了70.07%,840h样品反射率均值为-4.71,4 dB带宽达到了87.53%,整个试验过程反射率测试结果的均值相差不到0.5 dB,说明雷达隐身性能并没有下降。结论 在一定时间阶段内,雷达吸波涂层中吸收剂被氧化腐蚀,并不会导致雷达隐身性能下降。

车辆悬架螺旋弹簧断裂失效行为研究

目的判定车辆悬架螺旋弹簧失效的原因,提出改进措施。方法通过分析和测试其化学成分、氢含量、非金属夹杂物、力学性能、金相组织、断口形貌等,研究车辆悬架螺旋弹簧的失效行为。结果试件弯曲变形内侧的剪切应力值最大,容易引起应力集中。材料最后断裂区为韧窝和沿晶的混合断裂,且断后伸长率偏低。喷丸并未完全去除脱碳层及表层的其他原始缺陷,表层形成疲劳缺陷的可能性增高。喷丸造成螺旋弹簧表层存在较深的凹坑,凹坑边缘形成明显凸起棱边,引起应力集中,且材料表层存在折叠缺陷。在循环应力作用下,凹坑处折叠缺陷端部首先成为裂纹萌生点,在循环应力作用下,裂纹持续扩展,最终疲劳断裂。结论减小钢丸粒径,降低喷丸压力,以避免过深的凹坑及尖锐的凸起棱边,并适当增加喷丸过程的表层去除深度;调整热处理工艺,适度降低材料强度、提高韧性,使断后伸长率大于10%。改进轧制工艺,消除材料的折叠缺陷,加强材料缺陷检测。

一体式托架缓冲防护结构设计与有限元分析

目的为了不断提高缓冲结构的综合防护性能,设计一种刚性和柔性模块组合化的一体式托架缓冲防护结构。方法设计缓冲防护总体结构,分析总体结构的综合性功能,计算理论柔性模块缓冲性能,采用Ansys有限元静态模块分析贮存状态的托架强度,采用动态模块分析跌落状态的产品加速度冲击过载、产品位移量和托架强度。结果缓冲防护结构强度小于材料抗拉强度,产品在跌落过程中受到的加速度冲击过载满足设计要求。结论缓冲防护结构设计合理可行,综合防护性能更优,为缓冲防护领域结构设计和分析提供了设计和数据参考。

雷达吸波复合材料外观失效机理分析及控制方法研究

目的解决多层泡沫夹芯结构的雷达吸波复合材料在环境效应下产生外观失效的问题。方法制备3种类型的雷达吸波复合材料,开展典型自然环境试验。观察试验样品外观状态,并检测变形量。通过观察泡沫的微观组织形貌,检测热膨胀量变化及泡沫与树脂间的粘黏强度,用气相色谱质谱联用仪GCMS检测复合材料裂解气体成分,分析复合材料外观失效成因,并提出解决技术途径。结果6个月自然环境试验后,1#、2#样品外观失效,而3#样品无明显变化。复合材料100℃裂解气体成分为氮气、二氯一氟乙烷、甲基膦酸二甲脂。4种泡沫在22~85℃的最大热膨胀量分别为–0.18%、–0.37%、–0.30%、–0.45%。环氧树脂与4种泡沫的粘黏强度在41~52 N,而聚氨酯树脂达到了54~81 N。结论雷达吸波复合材料泡孔内残留气体的释放,是导致外观失效的根本原因。通过热处理工艺,减少样品残留气体量,并提升胶黏剂与泡沫的粘黏复合强度,是提升复合材料环境适应性的有效技术途径。

全域车悬架下控制臂有限元分析及轻量化设计

为了提高全域车车辆悬架的性能,对全域车悬架下控制臂进行轻量化设计及强度校核。以某全域车悬架下控制臂为研究对象,对悬架下控制臂模态和控制臂在典型工况下的强度进行了有限元分析。设计了悬架下控制臂模态试验系统并进行了模态试验验证。对悬架下控制臂进行了轻量化设计并进行强度校核。首先,综合运用HyperWorks有限元软件建立下控制臂有限元模型,并进行自由模态分析,通过搭建悬架下控制臂模态试验系统对下控制臂构件进行了模态试验验证。其次,在此基础上,通过对全域车悬架下控制臂典型工况分析和归类,参考实际悬架下控制臂工作实况,添加下控制臂实际边界约束条件进行了典型工况强度有限元分析。然后,结合分析结果,选取下控制臂相关位置为信号测量点,在相关测量点位置粘贴应变片传感器,借助液压伺服系统,设计了悬架下控制臂强度试验台,对典型工况全域车下控制臂强度进行试验验证。最后,采用连续体拓扑优化中变密度法对悬架控制臂进行了轻量化设计。结果表明:悬架下控制臂模态仿真分析与模态试验振型一致,固有频率误差在8%之内;强度仿真分析结果与试验结果相对误差在10%以内;下控制臂轻量化后质量减少了19.1%,而最大应力值降低至少4%,保证了悬架下控制臂的强度性能。

电火花沉积钨涂层的温度场和残余应力有限元模拟

目的通过模拟钢基体表面电火花沉积钨涂层过程中的熔池区域温度场变化及其残余应力分布,以便更好地理解电火花沉积钨涂层的工艺过程,得到钨涂层成膜过程中的温度场分布和残余应力形成机制。方法采用电极低速旋转与上下点动相结合的电火花沉积工艺,由点到线、再到面的沉积顺序,在钢基体表面均匀制备抗烧蚀钨涂层。同时,采用ANSYS仿真软件对该工艺制备的钨涂层的温度场和残余应力进行模拟与仿真。结果采用高斯热源模型较好地模拟出了电火花沉积钨涂层过程中熔池区域的温度场分布,并在此基础上,将温度场分布数据作为应力分析的载荷,导入到力学分析模型中,实现了温度场与应力场的耦合计算,得到了钨涂层沉积过程中熔池区域的应力变化状态和凝固后的残余应力大小。结论随着电火花沉积功率的增大,熔池直径和深度均会增加,熔池峰值温度增高,电火花沉积钨涂层的残余应力增大。单排钨涂层沉积过程中,除第一个熔池外,其余熔池都会受到前一个熔池的影响,相对于单点钨涂层,残余应力明显减小。多排熔池群形成的钨涂层残余应力大小主要与沉积速率有关,沉积速率越快,钨涂层的残余应力越大。

离子液体电沉积铝添加剂的研究进展

离子液体作为一种新型绿色室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是电沉积Al的理想选择。但是采用离子液体电沉积Al,当沉积时间较长、电流密度较大时,沉积层的晶粒粗大,表面较为粗糙,甚至会出现树枝状沉积,容易剥落,严重影响到Al沉积层的质量与性能。离子液体添加剂可显著改善Al沉积层光亮度、平整度、致密度以及耐腐蚀性能。综述了添加剂对离子液体电沉积Al的影响,重点介绍了添加剂对Al沉积层微观结构、离子液体物理性质、Al沉积层耐腐蚀性能的影响,以及添加剂在离子液体电沉积Al中的作用机理。添加剂通过优化离子液体电导率、黏度等电化学性能与离子放电条件,来控制Al晶粒的形核与生长,从而调整晶粒的形核位置、细化晶粒尺寸、择优晶粒取向,甚至一些无机氯化物添加剂可与Al形成合金,最终获得光亮、平整、致密且耐蚀性能优异的Al沉积层。添加剂在离子液体电沉积Al中主要起整平剂与光亮剂的作用。最后,分析展望了添加剂在离子液体电沉积Al中的应用前景及未来的研究重点。

氯化钙改性硅胶吸湿材料的制备及性能研究

目的针对水溶液改性硅胶基质易破裂,普通硅胶吸水率不高等问题,采用氯化钙醇溶液浸渍法制备不同浓度的氯化钙改性硅胶吸湿材料。方法对比采用氯化钙水溶液和醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的外观质量;采用气体吸附法测试等温吸附脱附曲线,基于吸附理论和FHH模型获得氯化钙改性硅胶吸湿材料孔隙参数和分形维数;采用静态吸附法获得水蒸气静态吸附曲线,根据准一级和准二级动力学模型建立适用于氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸附动力学方程。结果采用氯化钙醇溶液浸渍制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的破裂程度明显减少;比表面积和孔容随氯化钙含量的增加而减小,孔径变化较小;吸湿量随氯化钙含量的增加而增加。在模拟吸附过程中,准二级动力学模型相关系数更高,因此能更好地模拟吸附动力学过程。结论采用质量分数为25%的氯化钙醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸湿率最高、基质破裂率较低、再生能力优异,具有良好的应用前景。

车用防火复合涂层老化行为及功能损伤研究

为研究军事特种车辆用膨胀型防火复合涂层在沿海环境中的老化行为和性能变化规律,采用耐循环腐蚀环境试验(盐雾、干热、湿热),考察了实验过程中涂层外观、光泽、微观形貌、化学结构、附着力和防火性能,探讨了面漆层的老化机理。结果表明:水和热是涂层聚合物链断裂的主要原因,主要表现为Si—O和Si—C键断裂;腐蚀介质可能扩散到了复合涂层内部;老化降低了涂层的附着力和防火性能,90次循环盐雾老化后,附着力和防火性能分别下降47.5%和14.28%;膨胀型防火复合涂层的老化是腐蚀介质渗透、涂层水解和热氧降解协同作用的结果;复合涂层具有良好的防火性能。

我国弹药包装防护设计研究现状

目的 综述弹药包装防护的现状,为提升弹药包装技术水平指明方向。方法 简述弹药在储存环境、运输/装卸环境中可能受到的危害形式,综述弹药包装在防振动/冲击、防潮控湿、防静电、防电磁、防殉爆等方面的研究现状和未来的发展方向。结论 明确指出弹药包装多功能防护发展对提高弹药使用寿命、使用质量和使用安全性具有重要意义。

薄板铝合金搅拌摩擦焊的组织与力学性能

采用单、双面焊方法对2 mm厚5052铝合金进行了搅拌摩擦焊试验,研究了接头的微观组织形貌、显微硬度、拉伸性能和断口形貌。结果表明:单、双面焊接头内部均存在“S”线,双面焊能够有效改善“S”线的分布情况,避免单面焊底部弱连接;单、双面焊焊缝截面横向硬度均呈“W”型,硬度沿厚度方向总体逐渐降低,单、双面焊沿厚度方向硬度最高分别为68.4 HV、84.2 HV,双面焊焊缝晶粒更加细化;单、双面焊平均抗拉强度分别为198、210 MPa,双面焊接头力学性能优于单面焊;通过接头断口形貌分析,单、双面焊接头断裂方式均为韧性断裂与撕裂韧性断裂混合形式。

军用装备非金属包装箱用水性导静电涂料的研制

开发了一种具备导静电功能的绿色环保型涂料,并通过涂层附着力、耐盐雾性、耐霉菌性、表面电阻率等性能测试,研究了水性成膜物类型、导电填料种类与添加量、功能助剂的类型与配比等对涂料性能的影响。结果表明,以水性丙烯酸乳液作为成膜物质,导电炭黑作为功能填料且其添加量10%~20%,分散剂添加量15%,增稠剂添加量1.5%~1.8%,消泡剂添加量0.05%~0.1%时,水性导静电涂料的综合性能最佳。其涂层在PS/PC材质的非金属包装箱上具有优异的附着力,而且72 h盐雾试验涂层表面不脱落、不起泡,耐霉菌性≤1级、表面电阻率≤10^(5)Ω·cm,其导静电性能满足GJB/Z 86—1997《静电放电防护包装手册》要求,符合军用装备非金属包装箱的防静电要求。

基于改进Gath-Geva聚类方法的磁流变阻尼器T-S模糊建模

磁流变阻尼器作为车辆智能悬架系统的核心元件,其逆模型的精度是影响车辆悬架减振控制性能的主要因素。文中针对全地形车悬架系统中磁流变阻尼器的滞回非线性导致建模精度低的问题,提出了采用基于改进的Gath-Geva聚类的模糊T-S建模方法。通过MTS试验机对磁流变阻尼器在不同工作频率、幅值和激励电流下的输出力进行测试和分析。基于试验测试结果和T-S模糊推理方法,建立了阻尼器的逆向模型。采用改进Gath-Geva聚类方法对建立的T-S模糊模型参数进行辨识,获得了激励位移、速度、阻尼力和控制电流之间的关系,提高建模精度和参数辨识速度。最后,通过试验对所提出的模糊非线性建模方法进行验证。结果表明,文中方法对阻尼器的控制电流具有较高的预测精度,电流预测值与实验值的均方根误差仅为0.0088 A。

水凝胶海洋防污涂层材料研究进展

水凝胶是一种理想的防污材料,因此水凝胶防污涂层材料的设计和应用受到了广泛关注。文章旨在总结水凝胶涂层在海洋防污领域的应用和研究。介绍了海洋污损生物的危害,阐述了水凝胶的防污机制,重点论述了纯水凝胶涂层材料、水凝胶-有机树脂涂层材料的国内外研究进展。对纯水凝胶涂层材料来说,其设计的重点集中于力学性能的提高、附着力的增强和防污性能的提升;水凝胶-有机树脂涂层设计研究应注重水凝胶与树脂之间相容性和水凝胶添加量的探索。最后指出水凝胶防污涂层材料存在的问题和发展方向。

探析滚塑成型工艺及其材料性能

滚塑成型工艺具有成型大型中空制件的技术优势,线性低密度聚乙烯因其特殊的分子结构和熔体性能成为滚塑成型工艺中使用最为广泛的一种材料。选用了牌号为R546U的线性低密度树脂进行表征分析,结果表明,选用的线性低密度树脂具有良好的力学性能、热稳定性及熔体流动性能,能够满足使用要求。

Ag-Cu-Ti钎料下20Cr低合金钢真空钎焊工艺研究

采用Ag-29%Cu-2%Ti钎料,在真空扩散焊机中实现了20Cr低合金钢的有效连接。主要研究了钎焊温度、保温时间对20Cr低合金钢真空钎焊接头的组织形貌与力学性能的影响。结果表明:随着焊接温度由835℃增加到880℃,钎缝中孔洞消失,钎缝厚度逐渐减小,接头的抗剪强度出现先上升、后下降的现象。在恰当温度下,钎焊接头成型美观、界面结合良好。在恰当保温时间下,钎缝饱满无明显缺陷。在焊接温度为865℃、保温时间30 min时接头的抗剪切强度达到最大值,为227.6 MPa。

基于LS-DYNA的玻纤增强复合材料CAI数值模拟研究

探究一种玻纤增强环氧树脂冲击后压缩强度许用值的数值模拟仿真技术。方法:根据相关国标中试验要求,基于LS-DYNA 软件对玻纤增强复合材料的冲击后压缩强度许用值进行数值模拟分析。结果:获得玻纤增强复合材料的冲击后压缩强度许用值和材料的抗冲击性能评估。