張存信,秦麗柏,米文宇,白志國(中國兵器科學(xué)院 寧波分院,寧波315103)
1.4數(shù)值模擬計算研究
長期以來,對動能彈體沖擊裝甲靶板的過程分析主要依靠大量的試驗結(jié)果,隨著對穿甲現(xiàn)象研究的日益深入,其它一些方法也用于彈靶作用的分析,如經(jīng)驗法、理論分析法和數(shù)值模擬法等。其中,數(shù)值模擬法能較全面的反應(yīng)穿甲過程中間參數(shù)和物理量的變化,利用計算機(jī)繪圖技術(shù)設(shè)計的數(shù)值模擬方法還可以直觀地圖示整個穿甲過程中各種參量(形狀、應(yīng)力、應(yīng)變等)的變化;此外,利用計算機(jī)程序可以選擇不同的物理參數(shù)和幾何參數(shù)進(jìn)行計算,得到各種不同參數(shù)對彈、靶相互作用的影響程度,從而能給出更全面的試驗分析結(jié)果。
黃偉等對鎢合金內(nèi)部應(yīng)力場的數(shù)值模擬結(jié)果表明,鎢合金并非只在粘結(jié)相中發(fā)生應(yīng)力集中,而是首先出現(xiàn)在高強(qiáng)度的鎢顆粒中[18]。房文斌等用數(shù)值分析方法研究高密度鎢合金熱靜液擠壓過程,表明在高溫下進(jìn)行的熱靜液擠壓,可大幅度降低擠壓力和獲得更大的擠壓比[19]。榮吉利等研究了鎢合金易碎動能穿甲彈的侵徹和破碎性能,在建立鎢合金易碎動能穿甲彈有限元分析模型的基礎(chǔ)上,模擬了具有不同拉-壓強(qiáng)度比的鎢合金穿甲彈在穿透靶板時的侵徹和破碎過程[20]。程興旺等通過鎢合金殼體垂直侵徹混凝土靶板的實驗,獲得鎢合金殼體危險截面處的應(yīng)變-時間歷程曲線,為殼體設(shè)計提供侵徹模型和數(shù)值估算的驗證標(biāo)準(zhǔn)[21]。任春雨等綜述了復(fù)合材料層合沖擊模型的研究進(jìn)展,為復(fù)合材料防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計合優(yōu)化提出了新的思路[22]。
1.5 制備技術(shù)研究
細(xì)化鎢顆粒成為高密度鎢合金研究的一個新的熱點,采用機(jī)械合金化法(MA)、冷凝干燥法、化學(xué)氣相沉淀法、噴霧干燥法、溶膠-凝膠法等方法制備的預(yù)合金粉,并采用適當(dāng)?shù)墓に嚳芍频梅浅<?xì)的粉末。另外,采用噴霧反應(yīng)工藝可一步合成細(xì)晶粒、多成分、預(yù)合計化的鎢基合金粉,這種粉可在遠(yuǎn)低于粘結(jié)相熔點的溫度下燒結(jié)達(dá)到全密度[23]。范景蓮等用MA工藝制備了納米晶鎢合金復(fù)合粉末在常壓氫氣氣氛中的燒結(jié)致密化和在燒結(jié)過程中的鎢顆粒長大行為,表明MA納米晶粉末可促進(jìn)致密化,使致密化溫度降低約100~200℃,在一般固相燒結(jié)溫度時可以得到晶粒尺寸為3~5µm的細(xì)晶高強(qiáng)度合金[24]。他們還對納米鎢合金注射成形進(jìn)行了研究,表明在1350~1450℃時固相燒結(jié)即達(dá)到了全致密,最終合金的晶粒約為3µm,抗拉強(qiáng)度大于1200MPa[25]。羅述東等研究了鎢合金粉末在不同溫度下的溫壓成形行為,表明溫壓能明顯提高壓坯密度,溫壓坯件的徑向收縮小于常溫坯件的徑向收縮,而且溫壓可以改善鎢合金的顯微組織[26]。李信等將冷等靜壓成形的試樣埋在Al2O3粉中,置于空氣燒結(jié)爐中加熱并保溫30min預(yù)氧化后,再經(jīng)不同溫度燒結(jié);結(jié)果表明,鎢合金采用預(yù)氧化活化燒結(jié),可以降低燒結(jié)溫度,減少合金變形,并得到致密的鎢合金,同時可提高鎢合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率[27]。(未完待續(xù))
參 考
[18]黃偉,劉筱玲,趙寶榮,等。鎢合金內(nèi)部應(yīng)力場的數(shù)值模擬[J]。兵器材料科學(xué)與工程,2005,28(2):51-54。
[19]房文斌,王爾德,胡連喜,等。高密度鎢合金熱靜液擠壓流動粘度德數(shù)值計算[J]。稀有金屬材料與工程,2005,34(1):33-36。
[20]榮吉利,于心建,劉賓,等。鎢合金易碎動能穿甲彈穿甲有限元模擬與分析[J]。北京理工大學(xué)學(xué)報,2004,24?(3):193-196。
[21]程興旺,王富恥,王魯,等。鎢合金殼體侵徹混凝土靶板過程殼體應(yīng)變的實驗測試[J]。兵工學(xué)報,2004,25(1):102-105。
[22]任春雨,朱錫,梅志遠(yuǎn)。復(fù)合材料層合板沖擊模型研究現(xiàn)狀[J]。兵器材料科學(xué)與工程,2005,28(4):59-67。
[23]葉途明,易健宏,李麗婭,等。高密度鎢合金研究的新進(jìn)展[J]。粉末冶金材料科學(xué)與工程。2003,8(2):134-140。
[24] 范景蓮,黃伯云,曲選輝,等。納米晶鎢合金粉末常壓燒結(jié)的致密化和晶粒長大[J]。粉末冶金材料科學(xué)與工程,2001,6(2):83-88。
[25]黃伯云,范景蓮,曲選輝,等。納米鎢合金材料的研究與應(yīng)用[J]。中國鎢業(yè)。2001,2001,16(5-6):38-43。
[26]羅述東,唐新文,曹正華,鎢基高密度合金粉末的溫壓成形行為[J]。粉末冶金材料科學(xué)與工程。2003,8(1):23-27。
[27]李信,武勝。預(yù)氧化燒結(jié)高密度鎢合金[J]。稀有金屬材料與工程,2002,31(4):319。
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