• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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材料强度对爆炸焊接结合界面的影响
曾翔宇, 李晓杰, 曹景祥, 王小红, 闫鸿浩
2019, 39(5): 055302. doi: 10.11883/bzycj-2018-0400
为了研究爆炸焊接结合界面机理及材料强度对爆炸焊接的影响,采用相同的爆炸焊接参数对不同强度的基板进行了爆炸焊接。通过光学显微镜、扫描电子显微镜以及数值模拟技术对焊接试样的形貌、缺陷以及焊接机理进行了分析。结果表明:当材料强度较低时,碰撞点动压与基板材料强度的比值较高,界面出现较大的塑性应变并生热,此时界面熔化区较大,在焊接过程中可以将界面等效为不可压缩流体;当材料强度较高而碰撞点动压与基板强度的比值较低时,试样界面形貌受材料强度的影响较大。随着材料强度的上升,周期性的波状界面逐渐趋于平直。界面熔化现象减弱但温升速率较高,并受碰撞点附近高压出现热失稳现象形成剪切带及裂缝。此时材料强度的影响不可忽略,界面不能等效为不可压缩流体。
关键词: 爆炸焊接, 材料强度, 界面形貌
爆炸压实/扩散烧结法制备钨铜梯度材料
陈翔, 李晓杰, 缪玉松, 闫鸿浩, 王小红
2019, 39(1): 015301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0307
采用爆炸压实/扩散烧结方法成功制备出高致密度的钨铜梯度材料。首先,使用机械合金化法分别制备50% W-50% Cu,75% W-25% Cu的钨铜合金粉末,并将两种合金粉末依次铺在铜板表面进行预压、通氢烧结,然后进行爆炸压实,最后对爆炸压实后的试件进行扩散烧结,得到高致密度且层间结合紧密的钨铜梯度材料。对样品分析表明,铜在钨铜颗粒间的交界面处富集,其中50% W-50% Cu层中的钨颗粒未发生长大,75% W-25% Cu层中钨与铜出现了在局部区域富集的情况,钨铜层中钨铜的含量与起始加入的钨铜粉末配比保持一致。对各钨铜层进行孔隙度检测可见,50% W-50% Cu层的孔隙度为0.04%,75% W-25% Cu层的孔隙度为0.11%。钨铜层的硬度也呈现出梯度变化,维氏硬度值在125~341之间,远大于铜基体的50。
关键词: 爆炸压实/扩散烧结法, 涂层, 钨铜合金, 维氏硬度, X射线能谱分析
水下爆炸非均熵二维定常流的三族特征线解法
李晓杰, 杨晨琛, 张程娇, 闫鸿浩, 王小红
2018, 38(4): 847-854. doi: 10.11883/bzycj-2016-0314
针对二维定常可压缩超声速非等熵柱状流,提出一种特征线差分解法,通过在沿马赫线的相容方程中添加沿流线的熵变项以描述非等熵效应,得到等熵流和非等熵流均适用的三族特征线方程组。根据水下爆炸近场特点,建立无限长柱状装药的定常模型,将三族特征线方程组用有限差分法离散求解,通过构造合适的网格保证计算格式可以数值上收敛,由此编制程序并计算几种柱状炸药的水下爆炸近场冲击波。对比有限元模拟结果和实验结果发现,特征线差分法可以比较准确地捕捉冲击波形状并计算冲击波后流场,从而验证了所提出的三族特征线差分法的准确性。
关键词: 水下爆炸, 柱状装药, 非均熵流, 近场冲击波, 特征线差分法
柱状含铝炸药水下爆炸近场的特征线法研究
李晓杰, 杨晨琛, 闫鸿浩, 王小红, 王宇新, 张程娇
2019, 39(2): 022301. doi: 10.11883/bzycj-2017-0412
基于之前提出的一种含熵变项的特征线法,通过控制非等熵流中的能量释放来刻画铝粉燃烧的影响,结合简单Chapman-Jouguet模型和JWL-Miller状态方程,计算了柱形含铝炸药水下爆炸的近场参数。对比模拟结果与实验数据,发现这种特征线法可以较好地预测近场冲击波的传播迹线、爆轰产物的膨胀轨迹以及内部压缩波的反射过程。结果表明,这种特征线法可用于含铝炸药水下爆炸的近场计算,进一步可用于评估含铝炸药性能或计算水下能量输出。
关键词: 含铝装药, 水下爆炸, 非等熵流, 特征线法