炸药层厚度对410S_Q345R爆炸焊接质量影响的数值模拟

目的研究炸药层厚度对复合板爆炸焊接质量的影响。方法将ANSYSY/LS-DYNA软件与光滑粒子流体动力学有限元方法(SPH-FEM)相结合,对不同炸药层厚度(15、25、35 mm)的爆炸焊接过程进行三维数值模拟,采用厚度为2 mm的410S为复板、厚度为20 mm的Q345R为基板,根据材料相应的静态参数,计算焊接过程中的动态参数,并以此建立焊接窗口,对试验模型的速度、位移、压力、碰撞角进行对比分析。结果当炸药层厚度为15、25、35 mm时,复板的碰撞速度分别为493、579、595 m/s,均落在焊接窗口内,随着炸药层厚度的增加,复板的碰撞速度和碰撞压力也在增加,复板的竖向位移大于其间隙0.6 cm。当炸药层厚度为15、25、35 mm时,基复板结合处(特征单元A、B)实际测量的碰撞角分别为13.10°、15.71°和15.92°,理论碰撞角分别为12.87°、15.12°和15.54°,误差幅度为1.79%~3.90%。结论增加炸药层的厚度可以有效增加基复板的碰撞速度和碰撞压力,复板的竖向位移均大于其间隙0.6 cm,碰撞速度vp(493、579、595 m/s)均落在焊接窗口380~600 m/s内,表明复合板焊接质量良好,并且碰撞角的数值模拟结果与理论计算结果基本吻合,说明理论计算公式vp=2vcsin(β/2)(vc为炸药爆速,β为碰撞角)具有一定的准确性。

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本文档关键词:焊接,厚度,炸药,数值,质量