彈帶徑向摩擦焊研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的發(fā)展，薄壁彈的廣泛應用，使得彈體的改進和彈帶的裝配工藝要求越來越高。多年來，彈帶裝配工藝一直是困擾我國炮彈設計制造的技術瓶頸。中國兵器工業(yè)第五九研究所研制了國內第一臺能完成徑向、軸向的慣性，連續(xù)驅動摩擦焊等多種工藝及小批量生產的特種摩擦焊機——CT-25 特種摩擦焊機，實現(xiàn)了薄壁紫銅彈帶與鋼彈體的連接，更新改造了傳統(tǒng)的彈帶裝配及加工工藝。該項技術稱為彈帶徑向摩擦焊接技術，是目前國際上重點研究的彈帶裝配技術，是解決彈帶與彈

2、體連接的好方法。彈帶徑向摩擦焊接技術是通過徑向加壓實現(xiàn)徑向面連接的一種摩擦焊技術。
　　 通過實踐和實驗得知，在焊接過程中，工件的夾持狀態(tài)非常重要。在焊接過程中，常出現(xiàn)的問題是由于銅帶與彈體間摩擦扭矩過大，使得彈體的夾持狀態(tài)不穩(wěn)定，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，這對彈帶的焊接十分不利。中國兵器工業(yè)第五九研究所通過對傳統(tǒng)摩擦焊夾持模型的改進，已經從實踐中解決了這一難題。
　　 本課題來源于中國兵器工業(yè)第五九研究所項目，依據項目要求以小口徑

3、炮彈彈帶摩擦焊為例，對在焊接過程中傳統(tǒng)和改進夾持模型夾持彈體的穩(wěn)定性進行數(shù)值計算研究，為改進夾持模型的合理性提供理論支撐，同時應用模擬分析結論指導實際生產過程。
　　 本文在調研并分析了彈帶徑向摩擦焊工藝基礎上，首先，根據徑向摩擦焊接夾持模型的結構和工藝特點，應用Pro-E 三維建模軟件建立了符合客觀實際的摩擦焊接夾持模型及簡化模型。其次，基于有限元法，根據小口徑炮彈彈帶徑向摩擦焊接過程的特點，并在試驗設計理論的指導下，確定了焊

4、接過程中兩種不同夾持模型下彈體夾持狀態(tài)的三維接觸分析數(shù)值模擬試驗方案。同時，基于ANSYS 有限元軟件，依據擬定的36 次模擬試驗方案，建立了合適的計算模型，并分別對焊接過程中兩種夾持模型下彈體和過渡套（夾具）的應力應變和兩者間的相對位移進行了數(shù)值模擬。最后，對得到的應力應變分布規(guī)律進行了比較分析；同時應用Origin 專業(yè)函數(shù)繪圖軟件對數(shù)值模擬結果進行了處理，得到了焊接過程中兩種夾持模型下彈體所受不同夾持力與所允許的最大摩擦扭矩間的關

5、系曲線和關系函數(shù)式，并對其進行了分析。分析結果表明：從焊接過程中彈體及過渡套(夾具)的應力應變狀態(tài)和夾持模型的防扭能力等方面上，改進夾持模型均優(yōu)于傳統(tǒng)夾持模型；在改進夾持模型的夾持下，所允許的最大摩擦扭矩Mmax與彈體上軸向壓應力P 1和徑向壓應力P2 間滿足： 2 1 max ·· P b P a M+=（a、b 為求解系數(shù)），a的取值范圍為51.5～54.2，b的取值范圍為121～124。
　　 該項目的研究成果得到了中國兵