双金属复合板爆炸复合数值模拟研究

发布时间：2017-11-08 09:23

  本文关键词：双金属复合板爆炸复合数值模拟研究

  更多相关文章： 爆炸复合 正弦波状结合 爆炸复合窗口 水下爆炸复合 端部效应

【摘要】：随着我国经济的高速发展,各行业对复合板材的需求越来越旺盛。不锈钢复合板因为其优良的耐腐蚀性和较高的性价比优势,在未来必将获得更加广泛的应用。爆炸复合法生产不锈钢复合板具有生产工艺简单、复合板结合强度高的特点,同时爆炸复合法不仅可以生产不锈钢板,也可以实现任意常规焊接难以实现的任意两种金属之间的复合。爆炸复合界面的结合形貌直接关系着不锈钢复合板材的结合性能和使用性能。通常认为复合界面呈现连续均匀的正弦波状结合是爆炸复合成功的标志,因此复合界面波成形问题一直是爆炸复合领域研究的热点。本文基于爆炸复合窗口理论开展304不锈钢复合板材的动静态复合参数研究,并编制了Matlab计算程序成功绘制出304不锈钢复合板的可复合窗口。本文基于爆炸复合窗口理论,利用光滑粒子动力学算法(SPH),通过对304不锈钢/20号钢复合板的爆炸复合过程进行数值模拟研究,成功再显了爆炸复合过程的金属射流现象,得到了连续均匀的爆炸复合界面波,数值实验呈现的波状结合区的成波过程与Bahrani刻入机理的描述较一致,设计了两组数值实验,发现复板碰撞速度与碰撞角度与复合区域波长、波高呈显出“几”字形分布。本文基于水下爆炸冲击波的传播具有传播速度快、压力峰值高等特点,对水下爆炸复合进行了数值模拟研究,仍以304不锈钢/20号钢复合板为研究对象设计了一组变炸药量的数值实验,通过提取复合界面碰撞速度、碰撞压力等标志性指标与常规的爆炸复合进行比较,研究结果表明水下爆炸复合在同等条件下大幅度减小了炸药用量；同时还研究了间隙对爆炸复合效果的影响,研究结果表明爆炸复合存在一个最佳间隙,低于或者超过这个间隙,碰撞速度都会低于最佳间隙下的碰撞速度。同时,为了提高炸药的利用率,本文在水下爆炸复合的基础上,提出了水下双面爆炸复合的加工方法,该方法既可以利用炸药在水下爆炸的特性减少炸药用量,又可以避免炸药在另一侧的耗散。本文设计了一组变炸药量的数值实验,实验结果表明在加工相同数量的复合板时下水下双面爆炸复合可以大幅度减小炸药用量。本文通过对爆炸复合工业应用中常见的端部效应进行分析,研究了爆炸复合端部撕裂原因,并提出了改变复板端部区域炸药布药量和延长复板长度两种方法来消除端部效应的影响,并通过数值模拟验证了这两种方法的爆炸复合效果,结果表明这两种端部效应控制方法可有效控制端部效应。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG456.6

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 穆宗祥 ,彭文安;多层金属爆炸复合[J];稀有金属合金加工;1976年02期

2 张凯,奚进一,高均波;多层爆炸复合中的成波研究[J];爆炸与冲击;1991年01期

3 杨扬,张新明,李正华,李青云;爆炸复合的研究现状和发展趋势[J];材料导报;1995年01期

4 杨扬,李正华,吕培成,高文柱,颜学柏,裴大荣,张新明;爆炸复合界面温度场模型及应用[J];稀有金属材料与工程;2000年03期

5 杨必林;;爆炸复合焊技术的应用[J];大型铸锻件;2007年03期

6 宋鸿玉;;爆炸复合技术[J];中国钛业;2013年03期

7 黄日候,肖前,陈淑贞;换热器管板的爆炸复合[J];化工炼油机械;1981年04期

8 黄日候;肖前;陈淑贞;; 换热器管板的爆炸复合[J];化工煤油机械;1981年04期

9 萧前;;换热器不锈钢管板的爆炸复合[J];化工与通用机械;1982年09期

10 W.E.Mancini;钛和锆的爆炸复合[J];稀有金属材料与工程;1985年01期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 李敬伟;高峰;高景阳;孙秀梅;李正华;;超低温状态下爆炸复合预热工艺探索[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年

2 王忠孝;;双层金属管的爆炸复合工艺应用研究[A];第二届层压金属复合材料生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2010年

3 郑远谋;黄荣光;陈世红;;金属爆炸复合材料的界面电阻[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年

4 李敬伟;高峰;高景阳;孙秀梅;李正华;;超低温状态下爆炸复合预热工艺探索[A];中国爆破新技术Ⅲ[C];2012年

5 唐支翔;;锆/钢爆炸复合工艺研究[A];第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集[C];2005年

6 孙宇新;付艳恕;;爆炸复合制备非晶块体实验[A];第五届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2008年

7 蔡爱敏;恽芬;;爆炸复合伤的基本特点及救治护理体会[A];“2008灾害创伤与急救新进展”学术交流会学术论文集[C];2008年

8 张亚军;岳宗洪;;爆炸复合321/Q370qD双金属板对接接头的疲劳性能[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

9 伏军贤;刘雅东;;创伤、爆炸复合伤的急救医疗及进展[A];第四届全国灾害医学学术会议暨第二届“华森杯”灾害医学优秀学术论文评审会学术论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 刘兴 张永法;爆炸复合材料铿锵走来[N];中国纺织报;2004年

2 崔晓农;爆炸复合技术通过论证[N];山西经济日报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 缪广红;蜂窝结构炸药与双面爆炸复合的研究[D];中国科学技术大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 姜鲲;双金属复合板爆炸复合数值模拟研究[D];西南石油大学;2016年

2 陈忠平;Monel/Cu爆炸复合棒的制备及复合过程数值模拟研究[D];中南大学;2008年

3 安宇龙;T2/QBe_2爆炸复合界面结合层内形变特征的研究[D];中南大学;2004年

4 熊俊;爆炸复合界面内非（纳米）晶及ASB内组织形成机制[D];中南大学;2004年

5 李威;Monel合金/Cu爆炸复合棒结合界面微结构观测及其复合过程数值模拟分析[D];中南大学;2009年

6 张立奎;镁合金—铝合金爆炸复合材料界面组织与性能的影响研究[D];南京理工大学;2008年

7 刘津开;铝—钢爆炸复合接头组织与性能研究[D];大连交通大学;2010年

，

本文编号：1156552