不同热处理对弹体材料性能与破片形成的影响

发布时间：2020-07-04 08:08

【摘要】：武器结构在使用中发挥性能的过程也是结构发生损伤、破坏的过程,结构在这个过程中的响应细节直接关系着武器的作战效能,因此有必要针对杀爆战斗部在高能炸药作用下的膨胀断裂与破碎机理进行研究,找出弹体材料结构响应中细观、宏观性能对破片形成的影响规律,为军事应用中的弹箭设计提供理论及技术支持。本文首先使用数值模拟的方法,研究了不同热处理工艺对弹体材料力学性能、金属组织构成的影响,并建立了回火方程,获得了回火时间、回火温度与材料屈服强度之间的关系。然后,采用超高速摄影试验,研究了不同热处理壳体在炸药加载下的膨胀断裂过程,计算获得膨胀断裂时刻爆炸释放能量的分布,建立了考虑壳体强度、战斗部长径比影响的破片初速计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。最后,通过破片水井回收试验,研究了不同热处理条件下弹体形成破片的质量分布规律,基于试验数据拟合获得考虑断裂韧性等参数的Mott分布,选取典型破片通过扫描电镜等设备分析了经过不同热处理获得的不同细观结构对壳体膨胀断裂机制的影响。研究表明：随着回火温度的升高,40CrMnSiB与50SiMnVB两种合金钢的强度降低,韧性增强,在爆炸加载下壳体的断裂机制由解理断裂向准解理断裂转变,壳体的断裂模式由拉剪混合断裂向剪切断裂转变；拉伸裂纹与剪切裂纹交织、扩展导致壳体破碎,随着回火温度的升高,壳体剪切裂纹形核时间与拉伸裂纹相比逐步提前。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410.5
【图文】：

使用较为广泛的是Ｇｕｒｎｅｙ公式ｔＷ，但由于Ｇｕｍ巧公式的推导过程强度等力学参数，对于同一材料热处理的影响更未涉及，近些年来国展开了研究。国外Ｔｒａｃｙ邋Ｊ．邋Ｖｏｇｌｅｒ等人对几种材料Ｗ及交货状态和不ｅｒＭｅｔｌＯＯ材料在爆炸作用下断裂行为做了研究，视！Ｊ试了它们的强度，速度，并使用ＣＴＨ程序进行了仿真计算，使用多种实验手段研究了破Ｖ．Ｍ．邋Ｇｏｌｄ等人基于ＣＡＬＥ程序发展建立了新的程序ＰＡＦＲＡＧ，该炸作用下破片和弹药的性能，其结果与实验吻合较好国内金山Ｗ理后的４５＃钢的动态膨胀断裂过程进行研究，获得热处理壳体的平均１．４ｋｍ／ｓ，破片的速度相差不大，但对于杀爆战斗部常用高破片率弹体用下，不同热处理条件对破片速度是否有影响仍需要进一步研究。逡逑断裂模式逡逑人们对壳体的动态膨胀断裂研究的深入，Ｗ及高速摄影、扫描电子显技术的发展，获得膨胀断裂过程清晰的影像技术相对成熟，如图１公５碎过程中裂纹的萌生、扩展机制、细观断裂机理与宏观破片尺寸关联、模式之间的关系Ｗ及膨胀断裂过程中的绝热剪切成为了当前众多研究

式（２．２６）为非线性方程，求解时需要线性化。逡逑２N４温度、相变及应力的z1合计算逡逑热处理过程中，温度场、组织场、应力场的相互岕合关系ｔ７５巧日图２．１所示。其中，逡逑相变、传热、变形已经有了比较成熟的理论：相变动力学、传热学、弹塑性力学。逡逑（温度１逡逑＿应桯诱导相变＿逡逑姐织应力和相变塑性逡逑图２．１热处理过程中温度、组织、应力应变影响关系示意图逡逑为考虑相变、应力对材料内部温度的影响，将相变潜热、变形功Ｗ内热源项引入逡逑Ｆｏｕｒｉｅｒ导热方程［７６］，具体如下：逡逑１５逡逑

【参考文献】

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本文编号：2740867