硬质合金和PCD刀具高速车削GFRP试验研究

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作者 李文浩 施华 +5 位作者 杨文超 葛亮 刘成炜 崔众晗 于晓琳 黄树涛 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期23-28,共6页

针对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)难加工的特性,对比研究了Al_(2)O_(3)+TiN涂层硬质合金刀具和PCD刀具高速车削GFRP时的切削性能。结果表明:Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具初期磨损主要为涂层剥落和基体磨损,PCD刀具初期磨损主要为刃口微崩,随... 针对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)难加工的特性,对比研究了Al_(2)O_(3)+TiN涂层硬质合金刀具和PCD刀具高速车削GFRP时的切削性能。结果表明:Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具初期磨损主要为涂层剥落和基体磨损,PCD刀具初期磨损主要为刃口微崩,随切削长度的增加,两种材料刀具均以后刀面磨损为主,其中Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具还伴有前刀面凹窝形磨损。切削过程中PCD刀具的各切削分力和切削温度及表面粗糙度均低于硬质合金刀具。在高速切削条件下PCD刀具的耐磨性远高于Al_(2)O_(3)+TiN涂层刀具,更适合对GFRP进行长时间稳定车削。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强复合材料 高速车削 刀具磨损 切削力 切削温度 表面粗糙度

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基于FEM-SPH自适应算法孔阵列陶瓷装甲的抗弹性能

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作者 贺志凡 陈天明 +6 位作者 卢承发 杨阳 梁博 王志鹏 陈爱军 曹剑武 秦庆华 《兵工学报》 北大核心 2025年第10期92-101,共10页

孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光... 孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光滑粒子流体动力学法自适应算法,建立7.62 mm穿甲燃烧弹侵彻孔阵列碳化硼陶瓷靶板的数值模型,分析了不同弹着点位置、倾角及子弹旋转对孔阵列陶瓷靶板抗弹性能的影响。结果表明,弹着点位置对弹靶相互作用、孔阵列陶瓷靶板的损伤模式和抗弹性能有重要影响;当弹着点位于孔洞边缘时,子弹受非对称作用力出现弹体偏转,从而靶板抗弹性能提升;子弹斜入射冲击下,装甲通过进一步诱导子弹失稳而提升了其抗弹性能,靶板损伤范围增加;孔阵列陶瓷装甲对旋转弹体的抗弹性能优于无旋转弹体。 展开更多

关键词 孔阵列装甲 B_(4)C陶瓷 侵彻 FEM-SPH自适应算法 抗弹性能

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PCD刀具铣削碳纤维增强复合材料切削力分析

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作者 徐伟东 杨文超 +4 位作者 葛亮 刘成炜 崔众晗 黄树涛 许立福 《工具技术》 北大核心 2025年第9期31-37,共7页

CFRP属于典型的难加工材料,对其进行铣削加工是实现CFRP复杂形状和保证加工精度的重要手段之一。采用正交试验方法,研究PCD刀具铣削加工24K-T300斜纹编织碳纤维增强复合材料时切削参数对切削力的影响规律,建立切削力经验公式,应用极差... CFRP属于典型的难加工材料,对其进行铣削加工是实现CFRP复杂形状和保证加工精度的重要手段之一。采用正交试验方法,研究PCD刀具铣削加工24K-T300斜纹编织碳纤维增强复合材料时切削参数对切削力的影响规律,建立切削力经验公式,应用极差分析和灰色关联分析获得切削用量对切削力影响的显著性。研究结果表明:轴向切削深度对切削力影响最大,进给量次之,切削速度对切削力影响最小;切削参数为v=450 m/min,f=0.1 mm/z,a_(p)=1 mm时,可以获得最小切削力。 展开更多

关键词 CFRP 切削参数 切削力 灰色关联分析 经验公式

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碳纤维增强复合材料沟槽铣削缺陷及影响因素研究

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作者 杨然杰 李佳慧 +3 位作者 葛亮 施华 杨文超 黄树涛 《工具技术》 北大核心 2025年第10期48-54,共7页

碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参... 碳纤维增强复合材料凭借良好的性能,广泛应用在航空航天、汽车等领域,沟槽铣削是其重要的加工工序,但在铣削沟槽时极易产生撕裂、分层、毛刺等缺陷。本文应用PCD铣刀对CFRP进行沟槽铣削实验,研究沟槽端面缺陷的形成特点、机理及切削参数和冷却条件的影响。结果表明:沟槽铣削端面缺陷主要为端面表层的撕裂,沟槽侧端面撕裂缺陷主要发生在铣刀相对工件端面转出一侧,底端面撕裂缺陷在沟槽铣入端和铣出端表现不同;撕裂因子F随切削速度的提升先增大后减小,随每齿进给量的增大而增大,每齿进给量相较于切削速度对撕裂缺陷最大影响深度和撕裂因子F的影响更为显著;以较低的每齿进给量铣削时改变冷却条件可以减少端面撕裂缺陷的面积。 展开更多

关键词 碳纤维增强复合材料 端面缺陷 沟槽铣削 PCD铣刀

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复合材料夹层结构翼形件的模态有限元分析 被引量：5

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作者 张永刚 杨凯 +1 位作者 陈明 方灶旺 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2010年第4期19-21,45,共4页

采用Ansys软件对复合材料夹层结构翼形件进行了有限元模态分析和研究,给出了翼形件的前5阶固有频率和振型。根据计算结果,对翼形件泡沫密度进行了调整,使得翼形件的固有频率和振动幅度有较大的下降,满足了设计要求。通过模压工艺制作了... 采用Ansys软件对复合材料夹层结构翼形件进行了有限元模态分析和研究,给出了翼形件的前5阶固有频率和振型。根据计算结果,对翼形件泡沫密度进行了调整,使得翼形件的固有频率和振动幅度有较大的下降,满足了设计要求。通过模压工艺制作了8片翼形件并进行了模态测试,结果表明,理论计算结果与试验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 翼形件 有限元 模态分析

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有限空间筒式武器制动系统瞬态动力学分析 被引量：1

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作者 张永刚 杨淑良 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期127-130,共4页

文中采用有限元方法对80 mm有限空间筒式武器制动系统发射过程进行了仿真计算,比较了10~#钢、20~#钢、35~#钢不同材料变形环的吸能效果。结果表明变形环材料采用20#钢使系统碰撞作用时间最长,活塞移动距离最大,具有最强的吸收冲击能量能... 文中采用有限元方法对80 mm有限空间筒式武器制动系统发射过程进行了仿真计算,比较了10~#钢、20~#钢、35~#钢不同材料变形环的吸能效果。结果表明变形环材料采用20#钢使系统碰撞作用时间最长,活塞移动距离最大,具有最强的吸收冲击能量能力,这样就使得系统的轴向拉力也最小。综合计算结果,变形环材料选择使用20~#钢。最后对三种材料制造的变形环进行了实弹射击试验研究,试验结果表明仿真计算是正确可行的。 展开更多

关键词 有限元 有限空间 仿真 动态

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多管火箭武器箱式复合材料定向器长期堆码贮存吸湿-蠕变耦合行为预测 被引量：3

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作者 孙同生 朱隽垚 +2 位作者 于存贵 杨文超 徐强 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期487-498,共12页

为研究多管火箭武器箱式复合材料定向器长期堆码贮存吸湿-蠕变耦合行为,在Schapery非线性模型中引入湿移位因子,推导考虑吸湿效应的三维正交各向异性非线性蠕变本构模型。制备E-玻璃纤维/6509环氧树脂复合材料层压板,开展吸湿试验、静... 为研究多管火箭武器箱式复合材料定向器长期堆码贮存吸湿-蠕变耦合行为,在Schapery非线性模型中引入湿移位因子,推导考虑吸湿效应的三维正交各向异性非线性蠕变本构模型。制备E-玻璃纤维/6509环氧树脂复合材料层压板,开展吸湿试验、静态力学性能试验和短期蠕变-回复试验,获得复合材料吸湿特性参数和吸湿率、应力相关非线性蠕变参数。采用有限元方法建立湿扩散-非线性蠕变耦合数值分析模型,预测箱式复合材料定向器贮存15 a后的蠕变变形。结果表明:在一般条件军用仓库中,贮存1 a时间后水分扩散到定向器内表面,贮存8 a后定向器基本达到饱和吸湿状态;所有20根定向器的最大残余变形位置都位于第2、3定位安装环之间,并且在三维空间内近似呈马鞍状分布;上下两行中间位置定向器的残余变形最大,最大值为0.38 mm;左右两列中间位置定向器的残余变形最小,最小值为0.33 mm. 展开更多

关键词 多管火箭武器 复合材料定向器 堆码贮存 非线性黏弹性 吸湿-蠕变耦合

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玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒发射动力学研究 被引量：5

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作者 孙同生 王琪 于存贵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期74-80,共7页

为准确模拟弹丸的膛内运动过程,考虑了玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒内火药燃气压力的二维瞬态分布特性,建立了以接触碰撞理论为基础并计及火药燃气强动态冲击作用的非线性弹-管耦合动力学数值分析模型。通过有限元用户自定义子程序... 为准确模拟弹丸的膛内运动过程,考虑了玻-碳混杂纤维缠绕复合材料发射筒内火药燃气压力的二维瞬态分布特性,建立了以接触碰撞理论为基础并计及火药燃气强动态冲击作用的非线性弹-管耦合动力学数值分析模型。通过有限元用户自定义子程序再现了火药燃气压力随时间、空间的动态变化规律及其与弹丸运动相互关联的动力学过程。数值分析结果与实弹射击试验对比,结果表明,所建立的数值仿真模型能够再现实际发射过程中的物理场变化规律,真实地模拟复合材料发射筒的动态应力响应,为复合材料发射筒铺层设计、优化及发射安全性评估提供理论支持。 展开更多

关键词 玻-碳混杂纤维 发射筒 用户自定义子程序 弹-管耦合 有限元分析

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多管火箭武器储运发射箱长期储存蠕变性能预测 被引量：4

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作者 孙同生 于存贵 +1 位作者 秦予铮 王琪 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期60-67,共8页

为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预... 为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预测了堆码储存15年后底层发射箱的蠕变变形。以储存后的发射箱作为初始状态建立弹管耦合发射动力学仿真计算模型,进一步分析蠕变对火箭弹发射过程的影响。仿真结果表明:蠕变引起的定向器平行度和发射箱底面平面度的变化均小于技术指标规定值,定向器束的最大残余变形在三维空间内呈马鞍状分布,上、下两行中间位置定向器的变形最大,左、右两列中间位置定向器的变形最小。定向器蠕变变形使得弹管间隙减小,火箭弹在管内运动使弹管之间的动态接触碰撞力增大,离轨速度降低。 展开更多

关键词 储运发射箱 复合材料定向器 长期储存 蠕变变形 有限元分析 用户自定义子程序

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玻纤/环氧树脂复合材料非线性粘弹性响应 被引量：3

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作者 孙同生 于存贵 +1 位作者 杨文超 仲健林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期133-138,共6页

为研究玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的非线性粘弹性响应,采用Schapery模型描述复合材料的非线性粘弹性,并在不同应力水平下分别对[90]16横向试样和[±45]4S面内剪切试样开展拉伸蠕变-回复试验.根据试验观察到的残余粘塑性应变现... 为研究玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的非线性粘弹性响应,采用Schapery模型描述复合材料的非线性粘弹性,并在不同应力水平下分别对[90]16横向试样和[±45]4S面内剪切试样开展拉伸蠕变-回复试验.根据试验观察到的残余粘塑性应变现象,在Schapery模型中引入粘塑性应变分量,提出一种基于解析法的非线性参数辨识方法,获得了Schapery非线性参数g0,g1,g2和aσ随应力的变化规律.结果表明:当施加的横向拉伸应力大于横向拉伸强度的53%,面内剪切应力大于剪切强度的31%时,玻纤/环氧复合材料表现出明显的非线性粘弹性;横向上,非线性参数g0T和g2T与应力无关,g1T随应力线性增加,aσT随应力线性降低;面内剪切方向上,非线性参数g0S和g2S随应力呈指数增加,g1S随应力线性增加,aσS则随应力线性降低.与传统的非线性参数辨识方法相比,所提出的参数辨识方法能方便准确地获取非线性参数随应力的变化规律. 展开更多

关键词 聚合物基复合材料 非线性粘弹性 Schapery模型 蠕变-回复试验 参数辨识 长期性能

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湿热与拉伸载荷耦合作用下玻纤/环氧复合材料的吸湿特性 被引量：3

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作者 孙同生 于存贵 +1 位作者 杨文超 仲健林 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第5期25-31,共7页

为探究环境温度、相对湿度和外部拉伸载荷对聚合物基复合材料吸湿性能的影响,提出一种以温度、水分浓度和基体八面体剪应力为变量的特殊形式的Gibbs自由能函数,获得了湿热与拉伸载荷耦合作用下复合材料水分扩散控制方程。制备E-玻纤/环... 为探究环境温度、相对湿度和外部拉伸载荷对聚合物基复合材料吸湿性能的影响,提出一种以温度、水分浓度和基体八面体剪应力为变量的特殊形式的Gibbs自由能函数,获得了湿热与拉伸载荷耦合作用下复合材料水分扩散控制方程。制备E-玻纤/环氧6509树脂复合材料层压板,通过自制压缩弹簧加载装置施加恒定拉伸载荷,在不同湿热环境下开展加速吸湿实验,利用响应曲面法获得代理模型以表征环境因素对平衡吸湿量和湿扩散系数的影响。结果表明:拉伸载荷作用下,基体八面体剪应力越大,复合材料的湿扩散系数和平衡吸湿量越大;升温能加速复合材料吸湿,而提高相对湿度会明显增加平衡吸湿量。利用响应面法获得的代理模型能够准确地预测玻璃纤维/环氧树脂复合材料在湿热与拉伸载荷耦合作用下的吸湿行为。 展开更多

关键词 复合材料 多物理场耦合 平衡吸湿量 湿扩散系数 基体八面体剪应力 Gibbs自由能

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火箭弹固弹销运输仿真分析与试验研究 被引量：2

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作者 李志勇 张永刚 +1 位作者 李汉生 杨毅伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期208-210,共3页

根据火箭弹锁弹力的一般设计原则确定了系统火箭弹锁弹力为1470N。利用有限元法对火箭弹运输过程紧急制动进行仿真模拟,结果表明,固弹销剪切部位最大应力为155MPa,所受的最大冲击力为887N,安全系数为2.5。运输试验表明,980N的锁弹力为... 根据火箭弹锁弹力的一般设计原则确定了系统火箭弹锁弹力为1470N。利用有限元法对火箭弹运输过程紧急制动进行仿真模拟,结果表明,固弹销剪切部位最大应力为155MPa,所受的最大冲击力为887N,安全系数为2.5。运输试验表明,980N的锁弹力为弹药运输要求的临界状态。发射试验表明,1470N的锁弹力满足火箭弹发射各项性能要求。因此,本系统锁弹力设定为1470N,能够满足产品运输和发射要求。 展开更多

关键词 火箭弹 固弹销 锁弹力 动力学有限元法

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关于弹药用玻璃钢包装筒的标准化研究

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作者 闫桂荣 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期80-81,共2页

简要介绍弹药用玻璃钢包装筒的结构及性能,通过对弹药用玻璃钢包装筒标准化工作的研究,分析了弹药用玻璃钢包装筒标准化的效果。

关键词 玻璃钢 包装筒 标准化

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涂层硬质合金刀具高速铣削CFRP实验研究

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作者 邢丙法 李佳慧 +3 位作者 杨文超 施华 葛亮 黄树涛 《工具技术》 2025年第11期48-53,共6页

通过实验研究涂层硬质合金刀具高速铣削T300碳纤维增强环氧树脂基复合材料板时刀具的磨损形式、磨损机理及切削力和工件的加工表面质量变化。实验结果表明:高速铣削过程中刀具前后刀面均产生磨料磨损,刀刃发生钝化,后刀面最大磨损量随... 通过实验研究涂层硬质合金刀具高速铣削T300碳纤维增强环氧树脂基复合材料板时刀具的磨损形式、磨损机理及切削力和工件的加工表面质量变化。实验结果表明:高速铣削过程中刀具前后刀面均产生磨料磨损,刀刃发生钝化,后刀面最大磨损量随铣削路径长度的增大近乎线性增大;高速铣削CFRP时径向力最大,轴向力最小,径向力和轴向力随铣削路径长度增大而增大,切向力略有减小;工件已加工表面存在较多的微小凹坑,已加工表面粗糙度随着铣削路径长度的增大而增大。 展开更多

关键词 CFRP 高速铣削 涂层硬质合金刀具 刀具磨损 切削力 加工质量

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