高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法

为了研究高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法,利用落锤试验机进行常温(20℃)和低温(-40℃)下DAGR125发射药的冲击试验,得到不同冲击速度下发射药轴向应力的演化规律。在此过程中,结合高速摄像技术,获得冲击过程中发射药表面的灰度图像,通过数字图像相关方法得到发射药表面变形,从而建立高能发射药在冲击载荷作用下的应力应变曲线。随后,利用3种分析方法(分别为初始拐点法、切线法及二次导数法)获得了发射药在高速冲击下的屈服强度。经过对比分析发现,常温20℃下DAGR125屈服强度的有效分析方法为初始拐点法,而切线法对低温-40℃下DAGR125发射药屈服强度的确定适用性更好。     

钒微合金化中锰钢组织与性能研究

对一种钒微合金化低碳中锰钢进行了轧制及热处理实验,对其组织与性能进行了研究,通过选取合理的热处理工艺,获得了良好的强韧性指标.结果表明:热轧态中锰钢的屈服强度在700MPa以上,-40℃的冲击功为67J,当淬火温度和回火温度分别为900℃和600℃时,实验钢的屈服强度在650 MPa以上,-40℃的冲击功为275J,具有良好的强韧性指标.热处理态实验钢的组织为回火马氏体,组织细化有利于提高实验钢的低温冲击功,当淬火温度为900℃时,在回火过程中可析出大量20nm以下的二元相VC,其析出强化量在150 MPa以上.     

空冷贝氏体钢动态压缩性能研究

利用SHPB动态力学性能测试系统、金相显微镜和S-4800场发射扫描电镜,研究了空冷贝氏体971钢的动态压缩性能与热处理工艺、长径比和试验温度之间的关系.结果表明:971钢正火后500℃回火处理随长径比提高动态压缩屈服强度提高约8%,正火后650℃回火处理随长径比提高动态屈服强度提高约20%.971钢具有低温敏感性,在—40℃低温下的动态压缩屈服强度比室温下降低约20%;帽形试样绝热剪切带内组织比带外组织致密,伴有熔化现象并形成棱状和微孔网状形貌.     

超低温下钢筋单轴受拉时的应力-应变关系

按照《金属材料低温拉伸试验方法》(GB/T13239—2006)的要求制作拉伸试件,对3种钢筋(热轧带肋钢筋HRB335、HRB400和热轧细晶粒钢筋HRBF400)共84根试件在-180℃~-80℃温度下的力学性能进行单轴受拉试验,研究低温下钢筋力学性能的变化规律.结果表明,随着温度的降低,钢筋的应力-应变曲线形状及极限应变基本不改变,但屈服平台长度、屈服强度、极限强度、强化应变增加.根据试验结果,给出了低温下钢筋屈服强度、极限强度、强化应变等力学特征值随温度的变化规律,进而可建立超低温下钢筋的应力-应变关系.     

聚碳酸酯高应变率分离式霍普金森压杆实验研究

为获得聚碳酸酯(PC)在环境温度范围内的动态力学特性,该文利用分离式霍普金森压杆技术对PC进行高应变率动态压缩力学实验.在低温-50℃、常温+15℃和高温+50℃三种温度下进行实验,并对实验数据有效性进行检验.用二波法对数据进行处理,得到PC在不同应变率下的应力应变曲线.基于应力应变曲线分析了应变率和温度对PC动态压缩特性的影响.实验结果表明PC具有明显的应变率相关性.在高应变率下,PC的屈服强度约为静态下的1.6倍.在动态下,屈服应力随着应变率的增加不断增加,与应变率常用对数呈线性增长关系.PC也具有对温度的敏感性,其屈服应力随着温度的升高而降低,表现为温度软化效应.在-50～+50℃范围内,PC力学特性基本一致,屈服应力变化幅值不超过6％.     

时效温度对890MPa级含铜钢组织与性能的影响

根据纳米析出强化机制,设计了一种屈服强度为890MPa的超高强海洋工程用钢——NEU890钢.在相同固溶条件下,研究了时效温度对NEU890钢显微组织、室温拉伸性能、-40℃ Charpy冲击功的影响.用透射电子显微镜分析纳米级析出相分布,并计算出其强度贡献值.结果表明,固溶态试样屈服强度为852MPa,500℃时效屈服强度达到峰值1026MPa,呈现典型时效析出强化特征.NEU890钢的脆性时效温度区间为300~500℃.当时效温度为550~600℃时,NEU890钢的屈服强度为994~910MPa,-40℃冲击功为108~166J,可满足EQ91钢拉伸和冲击性能指标要求.     

基于离散单元法的发射装药挤压破碎动力学仿真

为了探寻发射装药低温下挤压破碎机理,研究发射装药挤压破碎对发射安全性的影响,本文利用离散单元法模拟了发射装药动态挤压破碎过程.将发射药粒离散成弹簧-球单元系统,建立了发射药床挤压破碎动力学模型,仿真了发射药床在动态冲击载荷下的挤压破碎动力学过程.采用统计的方法定量地获得了破碎后发射药床的表面积,其结果与试验较为接近,验证了本文理论与模型的正确性.研究结果为进一步研究发射装药低温下挤压破碎对发射安全性的影响奠定了基础.     

低温下等强橡胶集料混凝土的脆性初探

脆性是混凝土性能的重要指标，尤其在低温环境中．为研究低温下橡胶集料混凝土（CRC）的脆性特征，配制了橡胶集料体积掺量分别为0、5％、10％和15％，强度等级相等的橡胶集料混凝土，测试了其在常温（20℃）和低温（-25℃）环境下的力学性能，从力学和断裂面两个角度分析了低温下橡胶集料混凝土的脆性特征．结果表明，橡胶集料混凝土的断裂面粗糙度比普通混凝土大，低温下能够吸收更多的非弹性变形能，屈服强度增加，脆性降低，延性增强．     

HTRB600级高强钢筋高温下的力学性能

为研究600 MPa级高强钢筋高温下的力学性能,对HTRB600级热处理高强钢筋进行高温下的拉伸试验,分别测得其在20,200,300,400,500,600,700及800℃高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度、极限强度及应力-应变曲线.试验结果表明:HTRB600级高强钢筋高温下屈服强度、极限强度、比例极限与弹性模量均随着温度的升高而显著降低.500℃时其高温下的弹性模量、比例极限、屈服强度与极限强度降低为不足常温下的50%,800℃时已不足常温下的10%.高温下HTRB600级高强钢筋应力-应变曲线随温度的升高逐渐趋于圆滑,当温度达到200℃时,屈服台阶就已消失.600 MPa级钢筋高温下屈服强度和极限强度的降低程度明显大于其他钢筋500 MPa以下强度的钢筋.最后提出了适用于HTRB600级高强钢筋的高温下应力-应变曲线简化计算模型.     

Al对HP40合金高温力学性能的影响

通过中频感应炉熔炼制备出铝质量分数分别为5%、7.5%、10%的HP40合金,在900℃下测试各合金的高温拉伸性能,并在扫描电镜下观察各合金的断口形貌.结果表明:随着Al质量分数的增加,合金的高温屈服强度、抗拉强度均先升高后降低,合金的延伸率先降低后增加.铝质量分数为5%的HP40合金具有最佳的高温力学性能,其900℃下的屈服强度为125MPa,抗拉强度为132MPa,延伸率为12%.     

废发射药资源化新途径——制备粉状炸药研究

该文从理论上分析废发射药具备炸药的三要素，从理论和实验两方面论述了用废发射药制备粉状炸药时，必须降低废药的粒度，从而达到提高炸药爆轰感度和传爆能力。在实验研究的基础上，提出了直接利用废药粉、废药粉与药粒级配、废药粉与氧化剂级配作粉状炸药的３条途径。文章的结论认为利用废发射药制备粉状炸药是一个资源化利用废药资源的方向。     

单基包覆火药界面粘结强度研究

该文提出了一种改善单基包覆火药界面粘结强度的方法，其工艺过程如下：（１）将单基火药吸收增塑剂进行表面预处理；（２０进行包覆，制备了用增塑剂ＮＧ和ＤＢＰ进行表面预处理的２种单基包覆火药，与直接包覆的单克包覆火药作对比，进行老化和落锤冲击试验，测试其界面粘结强度。     

高压水射流冲击固体推进剂的温度效应实验研究

针对固体推进剂在高压水射流作用下点火机理尚不明确的问题,选用不同配方的丁羟固体推进剂为研究对象,进行了高压水射流的冲击实验研究.实验结果表明:高压水射流冲击固体推进剂过程中温度明显增加;推进剂的组分高氯酸铵(AP)和二茂铁的含量对升温速率有明显影响.     

超支化聚氨酯在HTPB推进剂中的应用研究

为改善丁羟复合固体推进剂（HTPB推进剂）的性能,选用超支化聚氨酯（HBPU）作为HTPB推进剂的助黏合剂,制备了含有超支化聚氨酯的HTPB推进剂. 采用DSC法研究了HBPU与HTPB推进剂主要组分的相容性,同时进行了HBPU对HTPB推进剂流变性能和力学性能的影响研究. 研究结果表明,HBPU与AP、HTPB相容性好;HTPB推进剂表观黏度随着HBPU的质量分数增加而增大;当HBPU质量分数为7%时,超支化聚氨酯改性的HTPB推进剂最大拉伸强度提高了24.17%,最大延伸率提高了22.84%.      

温度交变条件下固体推进剂贮存寿命评估

针对固体推进剂在温度交替变化下贮存寿命评估难的问题,提出一种基于修正Coffin-Manson模型的寿命评估方法. 首先,利用固体推进剂在多个加速应力水平下的温度循环加速退化数据,采用线性回归方法获得性能退化曲线; 然后,结合失效阈值确定不同加速应力水平下的伪寿命;最后,采用多元回归方法确定加速模型—修正Coffin-Manson模型,进而外推正常条件下固体推进剂贮存寿命. 采用本方法评估某固体推进剂在实际应力水平下的贮存寿命为16.7 a,与实际贮存寿命相比误差约为7.22%,表明该方法具有有效性和可行性,可以推广到其他固体推进剂或弹药在温度交替变化环境下的贮存寿命评估.      

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.     

多孔火药温度场计算及热应力分析

通过数值求解对多孔火药燃烧过程中的传热规律及热力学特性进行了研究。利用有限差分法,通过对边界条件不规则的多孔火药模型进行非结构划分,利用离散边界条件的方法计算了目前广泛使用的七孔火药颗粒的燃烧特性,得到了温度场分布的规律。利用颗粒内部温度的分布,根据火药颗粒热应力主要以正应力为主的特性,给出了颗粒内部周向和径向应力矢量和的分布结果,为多孔火药的燃烧规律和破碎机理提供了理论基础。     

大口径榴弹炮多相流内弹道数值预报

根据大口径榴弹炮复杂装药结构的特点，将膛内流域分为４个区；燃气区、管状药区、基本药一状药区与附加药包粒状药区，每个区分别推导质量、劝量与能量守恒方程，建立了多相流内弹道模型，结合工程背景。，数值预报了弹丸运动加速度变化规律，为弹丸设计提供理论指导。与部分试验结果比较表明，数值结果与结果与试验结果一致性很好，预测结果是可靠的。数值给出内弹道循环过程详细结果，对于指导装药设计、身管设计都具有重要意义。     

液体工质电热化学发射过程燃烧特性分析

该文提出描述液体工质电热化学发射装置中燃烧过程的理论模型。模型可以预测发射过程中药室内压力、弹丸运动及工质的分解速率的瞬时变化。结果表明,液体工质电热化学发射过程中燃烧压力存在双峰现象,第１个峰值出现在弹丸几乎尚未运动的时刻,与初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积以及初始等离子体射流速度有关;第２个峰值是等离子体和工质分解的共同结果。对影响燃烧过程的一些特性参数,如初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积、电能输入特性、工质燃烧速率系数、弹丸质量作了分析