七孔硝基胍发射药模具内流动过程数值仿真与优化

发布时间：2021-02-25 12:42

　　硝基胍发射药由于能量高、烧蚀低等优良性能已经广泛应用于大、中口径火炮中。但现阶段生产过程中,发射药成型工艺确定以及模具设计主要依赖反复试验摸索,成本高、周期长、效率低,无法满足发射药精密制造的需要。为解决发射药生产过程中存在的问题,对硝基胍发射药流变规律、压伸流动过程以及模具内流道优化设计进行研究,有利于提升发射药精密制造水平、缩短工艺优化和模具设计研发周期。通过毛细流变测试方法对不同配方、温度以及溶剂比条件下的硝基胍发射药进行流变规律研究,表明发射药体系是一种典型的非牛顿假塑性流体,并且利用数据拟合方法确定描述该药料体系的流动规律的本构方程为Power模型。研究采用数值仿真的方法建立硝基胍发射药压伸过程数学模型,分析了硝基胍发射药配方对压伸过程的压力场、速度场以及剪切速率场分布的影响,并且得到仿真成型发射药尺寸;与实际结果对比可知,发射药外径、内径以及内外弧厚误差都在10%以内。在以上研究基础上,针对11/7发射药模具,建立了不同收缩角和成型段长度模具内流道模型,分别利用数值仿真方法分析了收缩角和成型段长度对流动过程剪切速率、压力以及速度等参数的影响,结合仿真结果确定了较优的内流道收... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 数值仿真方法在材料成型中的研究现状
    1.3 含能材料流变性能研究现状
    1.4 研究内容
2 硝基胍发射药模具内流动模拟理论基础
    2.1 流变学理论
    2.2 本构模型理论
    2.3 压伸过程中的控制方程
        2.3.1 连续性方程
        2.3.2 动量方程
    2.4 流变测试方法
        2.4.1 旋转流变测试方法
        2.4.2 转矩流测试方法
        2.4.3 毛细流变测试方法
    2.5 本章小结
3 硝基胍发射药流变测试及本构方程确定
    3.1 流变测试研究
        3.1.1 实验原料及仪器
        3.1.2 实验主要仪器设备
        3.1.3 硝基胍发射药制备
        3.1.4 硝基胍发射药流变测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 配方对流变性能的影响
        3.2.2 温度对流变性能的影响
        3.2.3 溶剂比对流变性能的影响
    3.3 硝基胍发射药流动过程本构方程建立
    3.4 本章小结
4 七孔硝基胍发射药压伸仿真及验证
    4.1 七孔硝基胍发射药压伸有限元分析
        4.1.1 基本假设
        4.1.2 硝基胍发射药流动过程控制方程
        4.1.3 几何建模及网格划分
        4.1.4 边界条件及计算方法
        4.1.5 仿真结果及分析
    4.2 七孔硝基胍发射药实验验证
        4.2.1 硝基胍发射药压伸和测试实验
        4.2.2 仿真结果验证
    4.3 本章小结
5 七孔发射药模具内流道仿真优化
    5.1 内流道参数影响因素分析
    5.2 硝基胍发射药压伸成型仿真分析
        5.2.1 硝基胍发射药流道几何建模及网格划分
        5.2.2 边界条件及本构模型确定
        5.2.3 仿真结果分析
    5.3 本章小结
6 结束语
    6.1 结论
    6.2 下一步工作构想
附录
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[2]双基推进剂螺压挤出成型工艺流变特性的数值模拟研究[D]. 钟婷婷.南京理工大学 2015
[3]发射药挤出成型过程的数值模拟研究[D]. 张丹丹.南京理工大学 2015
[4]基于POLYFLOW的发射药挤出过程模拟[D]. 王倩.南京理工大学 2014
[5]聚合物气体辅助挤出成型工艺及数值模拟[D]. 李萍.哈尔滨理工大学 2010
[6]PVC木塑复合材料异型材机头设计及流动分析[D]. 王哲.北京化工大学 2005



本文编号：3050985