【摘要】：薄壁、脆性、不易變形等特殊材料的雙金屬管復(fù)合管,因使用壽命長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到民用和工業(yè)領(lǐng)域。復(fù)合管的內(nèi)襯管通常選用耐腐蝕、熱膨脹率低等薄壁材料,外管選用耐沖擊、耐壓等不易變形材料。傳統(tǒng)爆炸焊接工藝技術(shù)簡(jiǎn)單,是制備復(fù)合管的首選方法,但在焊接過(guò)程中易使復(fù)合管產(chǎn)生裂紋損傷等現(xiàn)象,水壓爆炸焊接則可以避免復(fù)合管大變形從而提高焊接質(zhì)量,同時(shí)可以提高操作的安全性。本文先從理論方面對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接進(jìn)行分析,然后根據(jù)爆炸焊接“窗口”和理論經(jīng)驗(yàn)公式確立雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接參數(shù),再運(yùn)用軟件ANSYS/LS-DYNA對(duì)其建立模型,研究和分析雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接的焊接效果和影響因素。所得的主要結(jié)論如下:(1)通過(guò)對(duì)小內(nèi)徑薄壁雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接模擬得到:基復(fù)管結(jié)合界面處的最大碰撞速度約為452m/s,壓力約為9GPa,均滿足爆炸焊接的下限要求,可以實(shí)現(xiàn)焊接;通過(guò)對(duì)大內(nèi)徑厚壁雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接模擬得到:基復(fù)管結(jié)合界面處的最大碰撞速度約為352m/s,壓力約為6.8GPa,達(dá)到爆炸焊接所需的下限要求,同時(shí)復(fù)管的徑向位移大于復(fù)管與基管之間的初始間距,說(shuō)明基復(fù)管能夠?qū)崿F(xiàn)焊接。在模擬過(guò)程中復(fù)合管未出現(xiàn)斷裂破損等現(xiàn)象,水層有效地保護(hù)了雙金屬管的完整性。(2)研究炸藥量、水層的厚度和基復(fù)管之間的間隙這三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管水壓爆炸焊接的影響。結(jié)果表明:在其他條件相同的情況下,復(fù)管的最大飛行速度和壓力隨著水層厚度的增加而隨之減小,但有效焊接時(shí)間隨之增加,水層厚度應(yīng)設(shè)置在1.0~2.0cm之間;復(fù)管的最大飛行速度和碰撞壓力隨著間隙的增加也隨之增大,但間隙在0.01cm時(shí)不滿足最小焊接速度和壓力值,間隙在0.07cm以上時(shí)會(huì)導(dǎo)致復(fù)管加速距離增加從而導(dǎo)致復(fù)管越來(lái)越薄而產(chǎn)生拉斷等現(xiàn)象,間隙大小應(yīng)設(shè)置在0.03~0.05cm之間;復(fù)管的最大飛行速度和壓力隨著炸藥直徑的增加而隨之增加,炸藥直徑應(yīng)設(shè)置在0.4~0.6cm之間。(3)改變炸藥起爆點(diǎn)和增加模型尺寸來(lái)研究邊界效應(yīng)的控制方法。結(jié)果表明:炸藥在中部中心處起爆時(shí),基復(fù)管結(jié)合界面上的速度和壓力值均滿足焊接下限要求,同時(shí)復(fù)管的徑向位移大于復(fù)管與基管之間的初始間距,而且邊界處沒(méi)有出現(xiàn)反彈分層現(xiàn)象,可以有效控制邊界效應(yīng);同樣增加復(fù)管、炸藥的尺寸也可以有效控制邊界效應(yīng),提高雙金屬?gòu)?fù)合管的焊接復(fù)合率。
【圖文】：

藥在水中爆炸一般可以分為三個(gè)主要過(guò)程，如圖 2.1（a）~（d）所示：首先炸形成爆轟波，再次是水中沖擊波的形成和傳播，，最后氣泡的脈動(dòng)和上浮[33,34]。（a）初始時(shí)刻 （b）形成爆轟波

穩(wěn)定階段時(shí)爆轟波的速度稱為炸藥的爆炸速度。實(shí)大爆轟速度，由于爆炸物的組成成分和制造工藝條同的加速區(qū)的長(zhǎng)度[58]。但是一般來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)的爆炸焊焊接，爆速低的炸藥為爆炸焊接過(guò)程中發(fā)生多種物爆炸焊接中要選用防水性好的炸藥。炸藥的選擇是素，在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整炸藥爆速和調(diào)整基復(fù)復(fù)管（板）間的碰撞速度 Vp 來(lái)提高焊接質(zhì)量。有關(guān)復(fù)板速度 Vp的經(jīng)典公式：R.W.Gurnrg）公式：1943 年格尼（R.W.Gurnrg）根驅(qū)動(dòng)的復(fù)板在瞬間獲得最大速度 Vp的條件下，建 所示，炸藥厚度和密度分別用0 和0 表示，E0側(cè)為不可壓縮物質(zhì)，其厚度和密度分別用δ1、ρ1和
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG456.6

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本文編號(hào)：2589653