药型罩的冲压工艺设计及有限元分析

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1、药型罩的冲压工艺设计及有限元分析张凯2015年12月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540药型罩的冲压工艺设计及有限元分析作者姓名张凯学院名称材料学院指导教师鄂大辛教授答辩委员会主席曹传宝教授申请学位工程硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月DesignandfiniteelementanalysisofthestampingprocessforthelinerCandidateName：ZhangKaiSchoolorDepartment:MaterialsScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.

2、DaxinEChair,ThesisCommittee：Prof.ChuanbaoCaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialsEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Dec28，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材

3、料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要药型罩是破甲弹中战斗部的关键部件，其外部结构及内部性能与破甲弹的破甲性能密切相关。根据国内外研究表明，药型罩所形成的金属射流性与材料、壁厚、加工工艺、外部形状、内部组织有很大关系，而这直接关系到破甲弹的破甲性能。近年来国外有研究表明细化内部晶粒可以有效的提高药型罩的性能。首先，药型罩内部的微观晶粒度对药型罩的金属射流性能有显著影响。其次，材料的微观组织细密、均匀且各向同性均可以增加射流的连续性和稳定性。本文参考了大量的国内外研究成果，根据药型罩成型工艺要求，提出

4、了一种通过冲压方式制造药型罩的成形方法。本方法首先确定冲压成形的工序步骤，然后根据每一道工序设计工模具，并利用有限元方法进行仿真分析，然后对仿真结果进行评价，对冲压工艺参数进行优化，将优化结果用于工模具修正后进行冲压成形，最终得到破甲性能稳定的药型罩产品。具体工作如下，通过三维绘图软件SOLIDWORKS建立药型罩的冲压成型的每一步工序所形成的三维图，建立冲压成形的凸模、凹模模型，转化为Parasolid(*.x_t)格式的文件。然后导入ANSYS的LS-DYNA中进行冲压仿分析，得出药型罩成形的工艺参数，以及壁厚的变化分布情况，通过该方法制造的药型罩可以很好的确保材料的晶体粒度

5、、表面形状、同轴度等问题，具有良好的破甲稳定性。关键词：药型罩；金属射流；冲压成型；仿真分析；ANSYS/LS-DYNAIAbstractShapedchargelinerinhighexplosive-anti-tankisakeycomponentofwarhead,itsexternalstructureandinternalperformanceiscloselyrelatedtotheanti-tankperformanceofhighexplosive-anti-tank.Substantialliteraturesshowthatmaterial,thickness

6、,processingtechnology,theexternalshapeandtheinternalorganizationofshapedchargelinerallexertagreatimpactonthemetaljetperformanceformedbytheliner,andwhichisdirectlyrelatedtotheanti-tankperformanceofhighexplosive-anti-tank.Inrecentyears,theoverseasstudieshaveshownthatinternalgrainrefinementofmed

7、icinecaneffectivelyimprovetheperformanceofshapedchargeliner.Firstofall,thegrainsizesofthemicro-shapedjetoftheshapedchargelinerhaveasignificantimpactonthemetaljetperformance.Secondly,thecompactmaterialsmicrostructure,uniformandisotropiccanalso