彈丸質(zhì)量對高強度薄鋼板抗彈性能影響的模擬分析

應用ansys/ls-dyna分析技術(shù)對彈丸侵徹雙層均質(zhì)鋼板進行數(shù)值分析,獲取了彈丸侵徹鋼板的速度、加速度變化曲線和規(guī)律,以期為硬目標侵徹引信設計中的參數(shù)優(yōu)化及抗高過載加速度傳感器的選擇提供理論依據(jù).利用ls-dyna有限元程序,用彈塑性模型建立材料模型,對高速彈丸侵徹均質(zhì)鋼板問題進行了數(shù)值模擬,為引信設計提供參考.

對抗拉強度在1000～2300mpa范圍內(nèi)的3種相同強塑積薄鋼板進行抗彈性能試驗,觀察彈擊后彈坑的宏觀形貌和金屬流線變化,測量彈坑周邊硬度,結(jié)合鋼板的強度和塑性討論鋼板破壞形式對抗彈性能的影響。試驗結(jié)果表明:由于塑性變形可以有效吸收彈丸的動能,鋼板以塑性變形較大的盤形穿孔破壞時,相同強塑積鋼板抗彈性能差異較小,強度和塑性共同影響鋼板的抗彈性能;而鋼板以塑性變形較小的沖塞破壞時,塑性的影響弱化,相同強塑積鋼板中較高強度鋼板的抗彈性能明顯高于較低強度鋼板。2300mpa鋼板在彈丸未穿透時發(fā)生破碎,這與其塑性較低有直接的關(guān)系。

為研究鋼板夾層鋼纖維混凝土遮彈板抗侵徹性能,利用ansys/ls-dyna3d有限元計算軟件,數(shù)值模擬了高速彈丸撞擊鋼板夾層鋼纖維混凝土遮彈板的過程,得到了彈丸侵徹靶板的速度、加速度變化曲線。通過分析不同彈速產(chǎn)生的彈丸速度及加速度的變化,得出不同初速條件下彈丸速度與時間的關(guān)系和加速度變化規(guī)律。該研究為組合遮彈板結(jié)構(gòu)抗侵徹性能提供了理論依據(jù),解決了過程計算的繁瑣問題。

為了研究靶板側(cè)向運動對彈丸正侵徹效應的影響,運用ansys/ls-dyna模擬在不同攻角條件下彈丸對不同運動速度靶板的正侵徹效應。計算結(jié)果表明:無攻角條件下,當靶板側(cè)向運動時,彈丸的剩余速度小于侵徹靜止靶板時的剩余速度,有攻角時則相反;靶板運動速度對彈丸侵徹姿態(tài)影響比較明顯,且彈軸與初始位置的最大偏轉(zhuǎn)角隨彈靶x方向的速度之差的增加而增加。本研究揭示了侵徹運動靶過程中彈丸侵徹姿態(tài)、速度等的變化規(guī)律,可為打擊運動目標的有關(guān)彈藥設計提供參考。

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高強度鍍鋅薄鋼板的研制

簡述了工業(yè)生產(chǎn)高強度熱軋薄鋼板的成分和生產(chǎn)工藝,其室溫組織由極細的鐵素體晶粒和極少量的珠光體組成。模擬高溫搪燒時,隨著溫度的提高和保溫時間的延長,屈服強度和抗拉強度下降,伸長率提高。經(jīng)857℃保溫10min后,鋼板的屈服強度滿足了不小于310mpa的要求。預變形時的變形量對模擬高溫搪燒后鋼板的力學性能也會產(chǎn)生影響。所研究的鋼板在制作熱水器內(nèi)膽時能滿足耐壓不小于1.2mpa和2萬次的壓力循環(huán)試驗要求。

根據(jù)纖維增強復合材料宏細觀結(jié)構(gòu)特征,基于abaqus軟件平臺,建立了層合板高速沖擊損傷三維有限元分析模型.該模型在復合材料層間引入界面單元模擬層間分層,采用三維粘彈性本構(gòu),結(jié)合hashin失效準則模擬單層板面內(nèi)損傷.利用該模型,深入研究了復合材料層板的抗彈性能和損傷特性,數(shù)值分析結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好,證明了該方法的合理有效性.通過數(shù)值分析,詳細探討了材料強度參數(shù)對層板抗彈性能和損傷特性的影響規(guī)律,獲得了一些有價值的結(jié)論.

利用顯式動力有限元程序?qū)τ?7火炮發(fā)射的著靶速1300m/s左右鋼彈侵徹大間隔多層a3薄鋼靶板的過程進行了數(shù)值模擬,分析了彈速、彈重、彈形等影響因素對侵徹過程的作用規(guī)律,計算結(jié)果和實驗結(jié)果得到了較好的吻合。研究表明,彈丸的比動能是衡量彈丸侵徹能力的重要參數(shù),在一定的彈丸速度范圍內(nèi),當彈靶材料和靶板結(jié)構(gòu)固定時,彈丸的侵徹能力是由彈丸的比動能所決定的。

定量評價了v形彎曲凸模在到達下死點后在板厚方向的壓縮作用對減小回彈的影響。利用彈塑性有限元法對高強度鋼板v形件的彎曲成形和回彈過程進行模擬,并通過實驗進行驗證。模擬結(jié)果顯示:回彈隨平均壓強與抗拉強度比值的增大而減小;凸模圓角半徑對回彈的影響不大;有限元網(wǎng)格劃分影響回彈的模擬結(jié)果,細分網(wǎng)格并在與凸模接觸的部分增加單元數(shù)量可改善回彈模擬精度;2d平面應變單元細分網(wǎng)格的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果一致。

置換元素錳和硅是有效的強化劑,增加其含量,可提高鋼板的屈服強度和脆性。控制磷含量在0.10%以下的加磷冷軋薄板具有與08al相當?shù)膬?yōu)良的深沖性能。加入不同量的鈮、釩、鈦可獲得不同屈服強度的冷軋深沖薄鋼板。雙相冷軋薄鋼板具有更優(yōu)良的沖壓性能。為提高鋼板的淬透性,必須往鋼中加入適量的mn、cr、mo等合金元素。

汽車用高強度熱軋薄鋼板的研制

神戶制鋼與美國鋼鐵公司的合資公司pro—tech已經(jīng)引入了一條年產(chǎn)能為50萬t的連續(xù)退火生產(chǎn)線，開始生產(chǎn)汽車用高強度冷軋鋼板，此項目的總投資為300～400億13元。關(guān)于此項目的正式消息將由兩家公司正式宣布。神戶制鋼的目標是在2011年使這條新的連續(xù)退火投入運行。神戶制鋼和奧鋼聯(lián)也合作生產(chǎn)這種鋼。神戶制鋼將從日本、美國和歐洲的生產(chǎn)廠提供高強度冷軋板。

ti對新型中碳高強度彈簧鋼耐腐蝕性能的影響 作者：孫曼麗，惠衛(wèi)軍，張代明，董瀚，翁宇慶，sunman-li，huiwei-jun，zhangdai- ming，donghan，wengyu-qing 作者單位：孫曼麗,惠衛(wèi)軍,sunman-li,huiwei-jun(先進鋼鐵材料技術(shù)國家工程研究中心,北京 ,100081;昆明理工大學,材料與冶金工程學院,云南,昆明,650093)，張代明,zhangdai- ming(昆明理工大學,材料與冶金工程學院,云南,昆明,650093)，董瀚,donghan(先進鋼鐵 材料技術(shù)國家工程研究中心,北京,100081)，翁宇慶,wengyu-qing(先進鋼鐵材料技術(shù)國家 工程研究中心,北京,100081;中國金屬學會,北京,100711) 刊名： 金屬熱處理 英文刊名：heat

以低碳含磷鋼為研究對象,通過分析不同卷取溫度時(分別為600、650和700℃)熱軋態(tài)和冷軋退火態(tài)的顯微組織和力學性能以及退火再結(jié)晶動力學行為,研究了微鈦(0.015%)處理對鋼的組織和性能的影響。研究結(jié)果表明,熱軋卷取溫度對低碳含磷鋼的顯微組織和力學性能影響很小,但微鈦處理后,低碳含磷鋼的再結(jié)晶動力學受到延遲,特別當卷取溫度為600℃時,不但熱軋態(tài)和冷軋退火態(tài)的強度提高,而且力學性能對卷取溫度和退火溫度的敏感性增加;隨著卷取溫度的降低,熱軋態(tài)和冷軋退火態(tài)的強度提高,且冷軋退火態(tài)強度隨著退火溫度升高而降低的幅度增加。微鈦處理對含磷鋼組織和性能的影響與鈦析出相的粗化行為有關(guān)。

低地球軌道上的航天器易受到微流星體及空間碎片的超高速撞擊,導致其嚴重的損傷甚至災難性的失效。撞擊損傷特性研究是航天器防護設計的一個重要問題。通過鋁球彈丸超高速正撞擊薄鋁板的實驗研究和數(shù)值模擬,證明了autodyn-2d軟件數(shù)值模擬預測薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的有效性。通過對彈丸直徑、彈丸撞擊速度和薄鋁板厚度影響薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的數(shù)值模擬,以及利用實驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果擬合的曲線,得到了鋁球彈丸超高速撞擊薄鋁板的穿孔規(guī)律以及影響薄鋁板超高速撞擊穿孔直徑的主要因素。

鋼纖維混凝土遮彈層抗常規(guī)武器侵徹效應問題,是防護工程界亟待解決的一個嶄新課題。為研究這種新型防護材料的抗侵徹性能,利用φ12.7mm彈道炮-測速靶系統(tǒng)對混凝土及鋼纖維混凝土進行了彈道沖擊對比試驗,獲得了彈丸著靶速度及對應的最大侵徹深度、彈坑直徑、靶體破壞形態(tài)等試驗參數(shù),并利用高速攝影系統(tǒng)記錄了靶體的動態(tài)破壞過程。針對現(xiàn)有經(jīng)驗公式均不能反映鋼纖維混凝土材料高韌性影響的不足,引入鋼纖維混凝土材料韌度r,對試驗數(shù)據(jù)進行了回歸分析,導出了侵徹深度工程計算公式。計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)對比表明,預估公式計算精度較高,公式中相關(guān)參數(shù)簡單易于確定,且能反映鋼纖維混凝土的高強高韌性特點,在實際工程應用中具有重要的參考價值。

為了更好地分析了解重載汽車鋼板彈簧懸架受力后的形變及應力分析。文章先通過分析傳統(tǒng)分析方法的不足之處,然后在傳統(tǒng)方法缺點的基礎上說明了現(xiàn)代有限元分析方法更符合實際狀況,得到了鋼板彈簧總成加載一定的載荷后的應力分布和彈簧變形情況的精確結(jié)果。

金屬平板的焊接過程是一個非常復雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。對該物理過程進行簡化的基礎上,建立了數(shù)學模型。利用fluent軟件進行了數(shù)字模擬,數(shù)據(jù)結(jié)果顯示了金屬平板內(nèi)溫度場的分布,彌補了實驗手段的不足。

研究了卵形彈丸撞擊下frp層合板的侵徹和穿透性能,在局部化破壞模式假定的基礎上改進了wen提出的能量簡化分析模型。改進模型仍假設彈體在侵徹過程中表面所受靶體的平均壓力由靶體材料彈塑性變形所引起的靜態(tài)阻力和速度效應引起的動阻力兩部分組成,認為侵徹過程中靶體對彈的阻力不再是一個常數(shù),而是與侵徹速度相關(guān)的函數(shù)。同時針對不同厚度靶板的破壞模式,建立了幾種不同的侵徹和穿透模型。通過彈頭長度與靶板厚度的比較,將侵徹過程分為部分侵徹和完全侵徹;穿透過程分為薄板穿透和中厚板穿透。并且根據(jù)不同的破壞方式給出了求解卵形彈丸的侵徹深度、殘余速度和極限速度的預測公式。模型預測與實驗數(shù)據(jù)進行了比較,發(fā)現(xiàn)侵徹深度和彈道極限速度的理論預測值與實驗數(shù)據(jù)吻合得很好。

針對實際生產(chǎn)條件對軋后連續(xù)冷卻過程中高強度船板鋼的組織性能進行了模擬。采用光學顯微鏡對試驗鋼的微觀組織進行觀察,運用image-proplus圖像分析軟件對鐵素體進行定量化分析,并使用萬能試驗機對材料進行力學性能測試。試驗結(jié)果表明,試驗鋼的組織含量、晶粒尺寸及力學性能的模擬結(jié)果與實測結(jié)果相符。這對工廠調(diào)整高強度船板鋼的生產(chǎn)工藝,提高其力學性能,具有重要的參考價值和指導意義。

寬厚鋼板進行拋丸作業(yè)時產(chǎn)生彈丸壓入的技術(shù)難題(簡稱"寬厚鋼板彈丸壓入")目前已被重慶鋼鐵股份公司中厚板廠成功破解,它將為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品實物質(zhì)量、加快重點合同兌現(xiàn)提供有力保障。為提高