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第一篇 爆炸焊接界面 3

第1章 概述 3

1.1 爆炸焊接工艺装置及参数 3

1.1.1 爆炸焊接工艺装置 3

1.1.2 爆炸焊接工艺参数 4

1.1.3 爆炸焊接的特点 7

1.2 爆炸焊接技术发展 9

1.2.1 爆炸焊接历史 9

1.2.2 我国爆炸焊接技术现状 9

1.2.3 爆炸焊接发展新趋势 10

1.3 爆炸焊接科学问题 14

1.3.1 爆炸焊接爆轰驱动 14

1.3.2 爆炸焊接界面结合 15

1.3.3 爆炸焊接装药参数 17

1.3.4 爆炸焊接次效应 20

1.4 爆炸焊接研究存在的问题 21

1.4.1 界面微观质量 21

1.4.2 界面固相结合机理 22

1.4.3 装药工艺参数优化 23

1.4.4 爆炸焊接中的环境保护 24

第2章 爆炸焊接三种结合界面 25

2.1 爆炸焊接界面微观特征 25

2.1.1 缝隙和空洞物 26

2.1.2 界面塑性变形 28

2.1.3 界面熔化 32

2.1.4 界面扩散 33

2.2 爆炸焊接的三种结合界面 36

2.2.1 爆炸焊接结合理论述评 36

2.2.2 结合界面电子扫描及成分测试 37

2.2.3 结合界面三种波状形式 38

2.3 爆炸焊接界面波分布规律 42

2.3.1 界面波在整个复合板中的分布规律 43

2.3.2 复合板结合界面波与装药量之间的关系 46

2.4 本章小结 48

第3章 爆炸焊接固相结合及成波机理 51

3.1 基复板结合的力学和几何条件 51

3.1.1 复板材料及厚度对碰撞结合的影响 51

3.1.2 基础对基复板碰撞结合的影响 53

3.1.3 复板飞行姿态和运动过程 54

3.1.4 爆炸焊接基复板相互作用规律 56

3.2 爆炸焊接界面结合机理 60

3.2.1 机理 61

3.2.2 形成爆炸焊接界面的两个前提条件 61

3.2.3 爆炸焊接中的压力焊接机理 62

3.3 爆炸焊接界面波形成机理 64

3.3.1 问题的提出 64

3.3.2 炸药爆轰反应区荷载的波状分布规律 65

3.3.3 碰撞瞬间复板上表面爆轰作用压力 68

3.4 界面波“射流捕获机理” 69

3.4.1 波头断面的测量与分析 69

3.4.2 射流捕获机理 70

3.5 本章小结 73

第二篇 爆炸焊接下限原理 77

第4章 爆炸焊接最小作用量分析与构建 77

4.1 最小作用量原理 77

4.1.1 最小作用量原理发展过程 77

4.1.2 最小作用量原理的普遍性 78

4.1.3 爆炸焊接下限原理的研究基础和依据 81

4.2 爆炸焊接下限原理 83

4.2.1 爆炸焊接“最小作用量”构建 84

4.2.2 爆炸焊接静态参数窗口 85

4.2.3 爆炸焊接静态参数下限原理 85

4.3 爆炸焊接装药量下限确定及其窗口的构建 86

4.3.1 装药量下限 86

4.3.2 装药量上限计算 87

4.3.3 临界药厚质量比曲线 90

4.3.4 临界碰撞角曲线 90

4.3.5 临界可焊复板厚度 91

4.3.6 装药量窗口构建与应用 91

4.4 爆炸焊接上限间距分析与计算 92

4.4.1 上限间距图解法计算 93

4.4.2 上限间距与复板厚度的关系曲线 94

4.5 本章小结 95

第5章 装药量下限原理确定与试验 96

5.1 三种装药厚度对比试验 96

5.1.1 实验材料及其性能 96

5.1.2 试验方案设计 97

5.1.3 试验步骤与结果分析 98

5.2 三种装药量复合板界面测试分析 100

5.2.1 药厚15mm的410S/Q345R复合板界面分析 100

5.2.2 药厚25mm的410S/Q345R复合板界面分析 104

5.2.3 药厚35mm下的410S/Q345R复合板界面分析 107

5.2.4 三种药量复合板界面对比分析 109

5.3 三种装药量复合板综合力学性能 111

5.3.1 显微硬度测试 111

5.3.2 剪切强度测试 112

5.3.3 冲击性能测试 114

5.3.4 拉伸性能测试 115

5.4 本章小结 116

第6章 间距上限法则分析与试验 118

6.1 基复板间距模型构建 118

6.1.1 复板运动与间距的关系 118

6.1.2 匀变加速运动模型建立 119

6.2 间距与复板运动速度实验测试 121

6.2.1 试验方案 121

6.2.2 试验测试结果 122

6.2.3 实验数据拟合分析 124

6.3 上限间距应用试验研究 125

6.3.1 试验材料与方案 126

6.3.2 界面测试分析 127

6.3.3 剪切测试 131

6.4 下限原理装药参数 133

6.5 本章小结 134

第三篇 双立爆炸法 139

第7章 双立式爆炸焊接爆轰作用机理 139

7.1 问题的提出 139

7.1.1 现行爆炸焊接方法及存在问题 139

7.1.2 双立式爆炸焊接新方法的提出 141

7.1.3 科学意义与应用价值 142

7.2 双立式爆炸焊接新方法及作用过程 143

7.2.1 双立式爆炸焊接结构形式 143

7.2.2 双立式爆轰作用过程 144

7.3 双立式复板驱动一维爆轰模型 144

7.3.1 双立式复板运动一维解析解 145

7.3.2 双立式一维爆轰驱动模型特征分析 146

7.4 双立式爆轰复板运动P-M模型 148

7.4.1 双立式P-M膨胀模型的建立 149

7.4.2 双立式复板飞行姿态 149

7.4.3 双立式复板运动规律分析 152

7.5 双立式爆炸焊接R-δ可焊性窗口 153

7.5.1 双立式焊接窗口的构建 153

7.5.2 双立式焊接窗口边界条件 154

7.5.3 双立武爆炸焊接R-δ窗口的构建及应用 160

7.6 双立式爆炸焊接工艺参数 161

7.6.1 质量比与装药厚度 162

7.6.2 基复板间距确定 162

7.6.3 炸药爆速优化控制 163

7.7 本章小结 163

第8章 双立式爆炸焊接的数值模拟 165

8.1 双立式爆炸焊接模型的建立 165

8.1.1 模型尺寸 165

8.1.2 单元划分 166

8.1.3 材料模型 167

8.2 双立式爆炸焊接爆轰驱动过程分析 168

8.2.1 双立式爆炸焊接作用过程 168

8.2.2 双立式爆炸焊接复板运动速度 169

8.3 复合板动力响应分析 171

8.3.1 复合板运动速度分析 171

8.3.2 复合板动应力分布规律 173

8.3.3 复合板动应变分布规律 175

8.4 防护装置模拟防护分析 177

8.4.1 防护装置位移变化规律 177

8.4.2 防护装置压力响应分析 180

8.4.3 防护装置塑性应变分析 181

8.5 本章小结 183

第9章 双立式爆炸焊接防护试验及结合界面 185

9.1 双立式爆炸焊接复合板运动速度 185

9.2 三种双立防护结构及试验 188

9.2.1 柔性防护墙设计及试验 188

9.2.2 自锁式防护装置设计及试验 190

9.2.3 紧固箍防护装置设计及试验 191

9.3 刚性板和柔性防护墙综合防护装置 193

9.3.1 综合防护结构模型建立 193

9.3.2 钛钢双立爆炸焊接综合防护试验 195

9.4 大板面双立爆炸焊接试验 197

9.5 双立复合板结合界面及力学性能 197

9.5.1 双立式复合板界面形貌 198

9.5.2 双立式复合板界面微观组织 202

9.5.3 双立式复合板综合力学性能 207

9.6 本章小结 211

参考文献 213