复合材料身管三维瞬态热结构耦合分析

该文针对火炮发射时高温高压火药气体瞬态冲击作用对复合材料身管的影响,进行复合材料身管三维瞬态热结构耦合分析.基于有限元分析方法(FEM),建立了复合材料身管三维有限元模型;采用直接耦合法进行求解,获得复合材料身管在发射条件下温度场和身管动态应力的变化规律.分析结果表明:高温高压的火药气体引起较大的瞬间热应力,这种瞬间热冲击对身管金属内衬的强度影响很大.     

基于复形调优法的复合材料身管优化

通过结构优化设计可以获得重量轻刚度好的复合材料火炮身管。根据设计要求,建立复合材料身管结构优化模型,以各层材料厚度和复合材料层的缠绕角为优化设计变量,身管强度和重量为约束条件,身管刚度为优化目标。结合有限元计算模型和复形调优法,建立复合材料身管结构优化的求解框架,并进行了编程求解。优化算例表明,复合材料身管在满足强度和减重要求的条件下,一阶固有频率提高了12．14％。     

复合材料身管膛内气流与固壁传热分析

为了给复合材料身管传热分析提供较为精确的边界条件,采用一维内弹道膛内流场模型,将弹后空间核心流部分考虑为包含气流与身管管壁发生摩擦和热交换的不稳定准一维流.得到身管内侧不稳定、非定常可压缩流的边界层方程.基于MacCormack有限差分方法求解该方程,得到的内弹道特征量与经典内弹道模型计算结果的相对误差在3%以内,同时结果显示瞬时气流速度对换热系数影响较大,因此在对复合材料身管传热分析时需采用气流温度和换热系数瞬时计算结果.     

膛压作用下舰炮身管固液耦合瞬态响应分析

该文分析了含液体冷却层的舰炮身管在膛压作用下的刚强度问题.以瞬态动力学分析和固液耦合理论为基础,考虑液体冷却层与内、外管表面之间的耦合效应,将膛压看作移动的均布载荷,建立了含液体层的某舰炮身管固液耦合瞬态响应数值计算模型;利用ANSYS软件进行了瞬态动力学分析.计算结果说明,液体冷却层可提高身管的刚强度,有效减小弹丸出炮口时的横向振动位移,有利于提高舰炮的射击密集度.     

树脂基复合材料身管热性能改良分析

该文根据复合材料细观力学模型,推导了树脂基复合材料填充金属粉末后的热导率、热膨胀系数的理论公式,从理论分析预测了金属粉末含量对复合材料身管热性能的影响,通过计算算例,检验证实了树脂基复合材料添加金属粉末后其导热性能有很大的提高,金属粉末体积分数为10％时,树脂基复合材料垂直于纤维方向热导率提高近3倍,复合材料身管的温度场能够得到很好改善。这些对复合材料身管的实际应用具有重要的参考价值。     

基于纳米材料改性发射药的身管延寿技术研究

提出了一种通过在发射药中添加纳米复合材料来延长武器身管使用寿命的方法.该方法是将一种纳米复合材料添加到发射药中,通过改善发射药的性能,使发射药的抗烧蚀性和燃烧完全性提高,降低枪管温升,从而达到提高身管使用寿命的目的.以某型号小口径自动武器为对象,进行了身管常温寿命实验.结果表明,该技术可有效延长身管的使用寿命.通过对寿后枪管检测分析表明,在发射药中添加纳米复合材料显著降低了身管的烧蚀.     

某多管火箭炮整体瞬态热特性的数值模拟研究

为了实现了多管火箭炮控制柜内外耦合热作用的解耦计算,在分析多管火箭炮控制柜内外热环境的耦合传热机制基础上,建立了一种求解多管火箭炮控制柜内外耦合热效应的工程计算方法。将多管火箭炮连续发射时控制柜外的燃气流加热作用转化为控制柜内热分析的浮动热边界条件,避免了难以实现的直接耦合求解。利用该方法对某多管火箭炮连续发射时的瞬态热状况进行了数值模拟,获得了控制柜内的瞬态温度场,分析了相关因素的影响,为多管火箭炮设计定型及相关研究提供了重要依据。     

中南地区PHC管桩施工质量影响主要因素分析

以中南地区PHC管桩为例,结合不同项目的PHC管桩现场测试数据结果,分析影响施工质量的主要因素.对于管桩桩身强度的问题,分析了粗集料类型、生产工艺对PHC管桩桩身混凝土强度的影响;对于管桩施工工艺的问题,分析了沉桩方式、焊接质量和贯入度控制标准等因素的影响;并提出了控制中南地区PHC管桩施工质量的建议.     

延长火炮身管寿命之分析

分析了影响炮膛烧蚀磨损的主要因素,指出合理选择火药种类、加入缓蚀剂、进行内膛表面处理以及采用复合材料身管都能有效提高身管的寿命。     

高射速自动机身管热容量及热应力分析

针对高射速自动机在连续射击条件下,身管承受高频、高温及高压冲击作用的特点,采用传热学理论与有限元方法相结合方法,建立了高射速自动机身管热结构耦合分析模型.选取不同管径比的身管为实例,对自动机以高射速连续射击条件下身管的热容量和热应力情况进行了仿真,得出了管壁温度和热应力随连续射弹数的变化趋势及热应力在管壁内的分布规律,在考虑膛压和温度场共同作用下,进一步分析了热应力的存在对不同管径比身管强度安全性的影响.该文分析方法和仿真结果对小口径高射速自动机身管的设计具有一定的参考价值.     

双剪强度理论在火炮身管强度计算中的应用

现代火炮身管多用高强度钢制造,这类材料在拉伸和压缩时的力学性能存在明显差异。已往在进行火炮身管强度计算时,均不考虑材料的这一性质,而且也都忽略了轴向应力的影响。现利用双剪强度理论计算火炮身管的强度,考虑了材料的拉压异性影响和轴向应力的作用,计算结果更为可信。     

架空导线用纤维增强复合芯棒拉挤树脂研制

 采用自行研制的多官能缩水甘油胺-醚型环氧树脂、液态酸酐固化剂为基本原料,引入原位分相增韧技术,制备的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒拉挤树脂具有混合黏度低、可使用期较长、高温固化速度快、拉挤工艺性好等特点,用其拉挤成型的复合芯棒表面光洁、综合强度高、耐高温、生产效率高。通过加入复合促进剂避免了快速成型过程高温反应集中放热,降低了体系内应力,可满足复合芯棒拉挤制品机械强度与快速成型工艺性能要求。     

高地温地下工程支护混凝土研究现状及进展

在系统分析高温对混凝土水化硬化的影响机理以及高温对混凝土结构带来的温度应力、强度和耐久性问题的基础上,针对高地温地下支护混凝土的研究和应用,总结了高温对围岩与喷射混凝土黏结强度、力学性能的作用机制,随后分别对矿物掺合料、轻质骨料、纤维等外掺料在提高混凝土的隔热性以及增强、阻裂等方面进行了综述,结果表明:矿物掺合料可降低...     

基体材料高温强度对枪管寿命的影响研究

根据界面剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了基于枪管镀层—基体界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪枪管为研究对象,计算了一个冷却周期射击过程中的枪管界面剪切应力,预测了3种不同基体材料枪管的寿命,研究了基体材料高温强度对枪管寿命的影响.研究结果表明,基体材料高温强度是影响枪管寿命的至关重要因素.温度升高引起的界面抗拉强度下降,是导致镀层产生界面破坏以及枪管寿终的重要诱因.增加材料常温强度对提高枪管寿命意义不大,而增加高温强度则可以显著提升枪管寿命.寿命试验结果验证了本文所建寿命预测模型的可用性及预测结果的正确性.      

天线罩针刺织物根部结构设计及材料性能研究

针对耐高温天线罩对根部强度及根部材料与金属连接件热膨胀系数匹配性的特殊要求,设计了多种针刺结构石英纤维天线罩织物,并在罩体根部引入氧化铝纤维,系统研究了罩体根部材料的性能情况。结果表明适当降低网毡含量可以提升材料的拉伸性能,但材料的层间剪切强度会有所下降,压缩强度在网毡含量较低的情况下也有所降低。通过在根部引入氧化铝纤维,罩体根部的热膨胀系数有明显提升,但材料的高温拉伸强度随氧化铝纤维含量的增加呈先下降后上升的趋势。文中对相关工艺及材料性能研究为耐高温天线罩的设计提供了参考。     

基于特征曲线法的复合材料螺栓连接强度三维分析方法

提出一种基于复合材料三维应力分析的特征曲线法,用于计算复合材料螺栓连接件的连接强度,该方法与基于二维应力分析的特征曲线法相比,可以考虑螺栓拧紧力矩对接头强度的影响.通过对算例的分析及与试验结果的对比,证明提出的三维特征曲线法是可用于复合材料螺栓连接强度分析,是一种适合工程计算的有效方法.     

复合结构钢水连续测温传感器有限元分析

提出了一种由鳞片石墨质量分数分别为20%和30%的Al2O3-C材质构成的复合结构钢水连续测温传感器,以解决钢水连续测温系统响应速率慢的问题.为研究其有效性及可行性,采用有限元法对该传感器在开浇过程中的传热和瞬态热应力场进行分析.结果表明,复合结构钢水连续测温传感器热应力最大区域位于传感器本体部分内壁,靠近本体与测温段结合部位,应力最大约为4 MPa,小于传感器的强度.在能够满足强度要求的同时,采用复合结构能够显著提高传感器响应速率,达到实际温度的98%所用时间小于原有传感器的一半.     

先进材料及其应用研究进展

论述了极限材料、智能材料、复合材料及梯度功能材料等先进材料的开发与应用研究进展.超微粒子和纳米材料等极限材料具有巨大的表面积,因而具有特殊的磁、光、电、热特性,已成为新材料的基本组元;非晶材料则具有很高的强度,良好的电磁特性和耐腐蚀特性.形状记忆材料、压电材料、电(磁)流变体、光纤、储氢金属等智能材料具有特殊的热、力、电、磁、光效应,是智能元件和智能结构的重要组分.定向凝固复合材料属平衡反应型复合材料,晶界少,具有良好的热稳定性和抗疲劳性,是理想的高温材料.梯度功能材料的成分、组织及化学、力学、热学性能也呈梯度变化,可缓和应力集中,延长使用寿命,成分的梯度变化,也赋予材料一些特殊性质,材料制作与性能评价方法将是梯度功能材料今后研究的重点.