主编推荐 Vol.9

学术   2024-11-08 19:17   北京  


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文章题目:

Study on the coupling calculation method for the launch dynamics of a self-propelled   artillery multibody system considering engraving process    

结合挤进过程,对自行火炮多体系统发射动力学耦合计算方法的研究     

作者:

Shujun   Zhang, Xiaoting Rui, Hailong Yu, Xiaoli Dong    

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.dt.2024.04.011    


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原文信息

中文摘要

多体系统发射动力学理论是研究发射动力学的一种创新且有效的方法,能够解决诸如自行火炮等复杂刚-柔多体系统动力学研究中出现的复合建模、计算效率下降以及系统动态响应分析不精确等难题。该方法的目的是提升自行火炮的射击精度和发射安全性。鉴于现有理论忽略了挤进过程,本研究提出了一种新的自行火炮多体系统发射动力学耦合计算方法。该方法利用ABAQUS子程序界面VUAMP计算大口径自行火炮发射过程中弹丸和炮管的动态响应。此外,还研究了弹带挤进过程中,弹丸阻力和弹带变形随弹丸运动的变化。计算结果与实验数据的对比分析表明,所提出的方法能更精确地描述自行火炮的发射过程,从而提高自行火炮发射动力学计算的准确性。    

主要结论

本研究在先前坦克和自行火炮发射动力学研究的基础上,结合挤进过程,提出了一种自行火炮多体系统发射动力学的耦合计算方法。该方法结合了多体系统发射动力学理论的优点(即直接建模、可编程性强和计算速度快)和有限元方法的优点(尤其是模拟高应变速率加载条件下柔性体塑性变形的能力)。通过该耦合计算方法,进行了大口径自行火炮的发射动力学建模和分析,得出了挤进过程中弹丸的动态响应。随后,我们解算了自行火炮多体系统的发射动力学方程,结合高斯多峰拟合公式,得出了弹丸阻力近似。这样,就可以得出整个发射过程中弹丸和炮管的动态响应。分析结果如下:
(1)在挤进过程中,弹丸所受阻力随着弹丸的移动而发生显著变化。当前带开始刻入膛线时,阻力达到第一次峰值约为358.8kN;随后,前带完全刻好,后带开始接触膛线时,阻力达到第二次峰值约为317.12 kN;随着挤进过程的继续,后带的最高部分刻入时,阻力达到局部最大值约为201.35 kN;在后带完全刻入膛线后,阻力降至约75.45 kN。整个挤进过程约为5毫秒,弹丸位移约为76.79毫米。
 (2)本研究中的炮管模型采用右旋膛线结构,前带先于后带发生塑性变形。因此,前带受到来自膛线驱动侧的更大作用力。前后带受力不均衡,y轴负方向扭矩使弹丸偏向右侧,z轴正方向扭矩则使弹丸向上发射。
(3)耦合计算方法得出的结果与测试数据的对比分析表明,计算得出的炮管最大后坐距离位移与测试数据的偏差为-1.54%,计算得出的最大膛压与测试数据的偏差为-0.90%。这些结果表明该方法具有较高的计算精度,可应用于工程实践。
本研究未考虑从高温火药燃气至炮管内壁和旋转弹带的热传递,及其对炮管和弹丸动态响应的影响。未来研究将针对这一问题进行深入探讨。

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文章题目:

A comprehensive review of radiation effects on solder alloys and solder joints    

辐射对焊料合金和焊点影响的综合评述    

作者:

Norliza   Ismail, Wan Yusmawati Wan Yusoff, Nor Azlian Abdul Manaf, Azuraida Amat,   Nurazlin Ahmad,Emee Marina Salleh    

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.dt.2024.02.007 


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原文信息

中文摘要

在军事和国防应用领域,暴露于辐射的问题对电子系统中焊料合金和焊点的性能和可靠性提出了严峻挑战。本文从微观结构和机械性能的角度研究了辐射对焊料合金和焊点的影响。文中,我们对现有文献进行了评估,包括实验研究和基础理论,全面概述了焊料在辐射下的行为。本文强调了辐射引起微观结构变化的关键机制,例如金属间化合物的形成、晶粒长大、微孔和微裂纹的生成。将辐射作为影响焊料合金硬度、强度、疲劳度和延展性的重要因素进行了深入分析。此外,本文还讨论了研究辐射对焊料的影响所面临的挑战和局限性,并为未来的研究提出了建议。了解辐射对焊料性能的影响,对于设计稳固且抗辐射的电子系统至关重要。本次对焊料辐射效应及其在电子设备中应用的评述,为该领域的研究人员、工程师和从业者提供了有价值的参考。    

主要结论

本文重点介绍辐射对焊料合金和焊点的影响以及辐射诱导效应的基本机制。研究了辐射对焊料内部结构的影响及其对焊点微观结构和机械性能的影响。根据不同研究人员就辐射对焊料合金和焊点的性能和可靠性的影响进行的实验研究,可以得出以下结论:
(1)辐射对内部结构造成的影响,会降低焊料合金和焊点的性能,包括产生孔隙和裂纹。大多数研究表明,辐射后会立即形成微孔和微裂纹。长期暴露于辐射会增加孔隙的数量和尺寸,导致焊点膨胀、收缩或其他影响。
(2)辐射影响取决于剂量率和暴露时间,在一定剂量下,焊接点会出现硬化行为,而在其他剂量水平下,焊点会出现软化行为。
(3)与不含铅的焊料合金相比,含铅的锡基焊料合金具有更强的抗辐射能力,尤其在金属间化合物层(IMC)生长方面。IMC层几乎不会因辐照而发生变化或增长。这反映了连接的可靠性,而IMC层的过度生长往往会导致焊点失效。
(4)辐射还会改变焊料基体中的相分布,并通过影响焊料的机械性能粗化粒度。
(5)尽管采用了不同的方法评估焊点的机械性能,研究结果均显示辐射会降低焊点的机械性能。纳米压痕法可以作为评估焊料微观机械性能的便捷工具,能够提供包括焊料内部性能在内的重要信息。
该领域的研究为了解辐射对焊料合金和焊点性能的影响提供了宝贵的见解,从而促进了抗辐射电子系统的开发。因此,了解辐射暴露下控制宏观材料性能的纳米级基本过程变得至关重要。微结构、缺陷产生、缺陷移动和捕获的动力学等关键方面都起着至关重要的作用。这种认识为通过调整材料的纳米或微观结构来增强其对恶劣辐射环境的耐受性提供了途径。通过采用增量方法并结合实验获得的高辐射剂量对材料结构无序和性能变化的影响,可以设计纳米结构材料来应对这一挑战。但要更好地了解辐射对焊料合金内部结构的损害,并提高其防护性能,还需要做进一步的研究。

论文选图


编辑:陈微,曹文丽

审核:田丽


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