兵器材料科学与工程

Ordnance Material Science and Engineering

试验研究

  • 钢筋的应力-磁化强度本构模型研究及试验验证

    张竣嘉;江胜华;

    本文针对目前基于磁化强度的力磁本构模型大多未考虑应力反转现象且只涉及弹性阶段的现状,建立了一种能够描述应力反转现象的钢筋弹塑性全过程的应力-磁化强度本构模型,通过有限元和试验验证模型的有效性。结果表明:在弹性阶段,应力从0 MPa增至148.4 MPa过程中,磁感应强度B_y绝对值增大;应力从148.4 MPa增至屈服强度363.7 MPa过程中,磁感应强度B_y绝对值减小;在塑性阶段,采用应变分析,应变从2 312×10~(-6)增至应变片失效的过程中,磁感应强度B_y绝对值减小。应力反转点为148.4 MPa,小于屈服强度。对有限元计算结果及试验结果的钢筋本身的磁感应强度B_y取绝对值的平均值,在弹性阶段有限元计算值及试验测量值之间的平均误差为2.47%,在塑性阶段平均误差为0.76%。

    2026年02期 v.49;No.335 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1689K]
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  • 5083/AZ31搅拌摩擦焊温度场与残余应力场数值模拟

    周洪阳;曹丽杰;韩泽平;

    利用Abaqus仿真软件和耦合欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法,建立了5083铝合金与AZ31镁合金对接搅拌摩擦焊接(friction stir welding,FSW)有限元模型。对Al-Mg异种合金搅拌摩擦焊接过程中的温度场及残余应力场分布进行分析。结果表明:搅拌头靠近特征点时温度逐渐升高,最高温度达到502℃,低于2种材料熔点;残余应力在焊缝中心两侧呈不对称分布,前进侧的残余应力高于后退侧残余应力,最大残余应力达到167.2 MPa;垂直焊缝中心的横向、纵向残余应力呈“M”型分布;温度峰值随着焊接速度增大、转速减小而下降;残余应力随着焊接速度增大、转速减小而升高。试验测试和数值模拟得到的残余应力相吻合,从而验证了CEL模型的可靠性。

    2026年02期 v.49;No.335 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
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  • 换能器Galfenol棒轴向切割抑制涡流损耗研究与分析

    曹清华;秦宁;张小行;

    磁致伸缩换能器在交变磁场下因涡流损耗引发的性能劣化是制约其高频应用的核心瓶颈。本文以Galfenol棒为研究对象,基于COMSOL Multiphysics平台构建多物理场耦合模型,对比轴向与径向切割对涡流损耗的抑制效能,并基于麦克斯韦方程组建立轴向切割涡流损耗理论模型,通过搭建的涡流损耗实验平台验证。结果表明:在相同切片数条件下,轴向切割通过纵向分割磁路重构涡流路径,其损耗值较径向切割降低60%以上,且50~650 Hz频段内模型预测与实验数据平均误差仅为3.63%,验证了模型的可靠性。研究揭示了轴向切割在抑制损耗与优化磁场分布中的关键作用,为磁致伸缩换能器的低损耗设计与高频性能提升提供了理论依据及工程参数指导。

    2026年02期 v.49;No.335 17-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K]
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  • Cr微合金化对铸造AlSiCuMg合金耐蚀性的优化研究

    周鹏飞;

    本文研究了Cr对AlSiCuMg合金的力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明:随着Cr含量的增加,合金的硬度、抗拉强度和屈服强度均有所提升,断后伸长率显著下降,耐蚀性呈现复杂的变化趋势。合金中Cr的质量分数为0.05%时,腐蚀电流密度和失质量最小、腐蚀速率最低,耐蚀性较优异。随着Cr含量的增加,耐蚀性下降,尤其在Cr的质量分数超过0.15%时,腐蚀速率和腐蚀电流密度均上升。分析表明,Cr的添加能够改善钝化膜的稳定性和表面层的电容行为,有效减小阴极相与基体之间的电位差,从而抑制电化学腐蚀过程。本文还探讨了Cr优化合金腐蚀性能的机制。

    2026年02期 v.49;No.335 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K]
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  • 粗细晶异质结构WC-Co硬质合金摩擦学行为研究

    何冠宇;刘风坤;龙开琳;何莹;杨明;

    摩擦层的弹塑性适应能力是WC-Co硬质合金提升耐磨性能的新的关键点,通过高温热压烧结技术成功制备了粗/细晶层状WC-Co复合材料,探究了其异质结构对摩擦磨损行为的调控机制。通过聚焦离子束,激光共聚焦显微镜,透射电子显微镜,同轴透射菊池衍射等分析了粗细晶界面处的摩擦响应。结果表明:异质结构样品展现出区域依赖性的磨损响应,细晶区通过晶界钉扎效应抑制裂纹萌生,而粗晶区在界面约束下形成高密度几何必需位错,显著提升应变硬化能力。粗细晶界面处粗晶中激活了大量层错和高密度几何必须位错,界面粗晶的硬度与H~3/E~2值较均质粗晶分别提升21.8%和84.9%,证实背应力强化与应变梯度协同作用对耐磨性的关键贡献。本研究为基于异质结构设计的高性能耐磨材料开发提供了理论支撑与技术路径。

    2026年02期 v.49;No.335 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1738K]
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  • 蓝宝石和镁铝尖晶石透明陶瓷动态力学与抗弹性能研究

    王思嘉;牟晓明;于楷鸿;于永波;高闯;刘博文;赵鹏;雷牧云;刘发付;

    单晶氧化铝(蓝宝石)和多晶镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)是兼具优异透光性能和抗冲击破坏性能的透明防护材料,在军事国防领域具有良好的应用前景。本研究通过动态压缩及子弹侵彻试验,对单晶蓝宝石和多晶镁铝尖晶石的动态力学性能和抗弹性能进行研究,并对2种性能的内在关联展开深入探讨。结果表明:多晶结构的镁铝尖晶石在遭受冲击破坏时,倾向于产生数量众多且尺寸微小的碎片,该过程伴随着较大的能量耗散,导致其动态压缩强度处于较低水平。但在子弹侵彻场景下,镁铝尖晶石产生大量碎片可增强侵彻阶段对弹体的磨蚀,最终表现出更加优异的抗弹性能。即材料的微观结构对其断裂模式具有决定性作用,并在动态力学性能与抗弹性能之间扮演关键的桥梁角色,这将为后续通过微观结构调控优化蓝宝石和镁铝尖晶石动态力学与抗弹性能提供理论参考和实践依据。

    2026年02期 v.49;No.335 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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  • 铝合金MIG电弧增材制造热平衡及工艺稳定性分析

    包蓄磊;韩永全;韩福彪;杜茂华;

    用MIG电弧增材制造技术成形Al-Mg合金,同时拍摄高速摄像、采集电流电压信号,对比不同电流条件下熔滴过渡行为的演变规律,并阐释其对熔覆成形过程的影响机制。获取了多层熔覆在不同电流参数下的热循环数据,基于等效散热功率构建传热模型,计算得出相应的等效散热功率,进而揭示熔池失稳的关键影响因素。结果表明:当成形电流大于140 A时,熔滴过渡频率加快、电弧加热区域扩大,不利于获得成形系数较小的熔覆层,且熔池所受侧向作用力显著增强。通过等效散热功率的计算与实测分析发现,在熔覆初始阶段,由于散热条件良好,各层等效散热功率变化平缓;随着熔覆层数增加,等效散热功率降幅加剧,热量积累显著,导致液态熔池极易失稳。在140 A较低电流下,保持等效散热功率恒定,可获得最优的成形质量。

    2026年02期 v.49;No.335 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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  • 聚氨酯泡棉力学性能测试及其在弹丸无损回收中的应用

    陈莉;宋杰;吴志林;黄陈磊;张克;

    为获取内弹道过程中弹丸的真实物理状态,可采用无损回收技术。本文以聚氨酯泡棉作为回收介质,通过准静态拉伸和压缩实验研究了其力学性能,并基于此设计了软回收实验,在4.35 m范围内成功实现了5.8 mm弹丸的无损回收。结果表明:1)力学性能测试获得了聚氨酯泡棉的特征参数,其平台应力为温和缓冲提供了可能;2)通过弹丸软回收实验数据构建了5.8 mm弹丸停止距离与初速的定量关系;3)聚氨酯泡棉的平台应力特性与弹丸的翻滚行为共同作用,实现了“高效制动”与“无损回收”的统一。本研究为高速运动体的无损回收技术提供了理论依据。

    2026年02期 v.49;No.335 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
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  • 干涉配合铆接压铆力与干涉量关系特性研究

    于昭乐;侯红玲;胡海滨;赵永强;

    针对压铆力与干涉量间的非线性特征,无法直接用压铆力控制干涉量在合理范围等问题。基于主应力法和等体积理论建立了压铆力-镦头尺寸的数学模型,得出压铆力的参考区间,并为后续数值模拟提供指导。通过数值模拟与试验研究相结合的方法,揭示了压铆力对干涉量的影响规律,利用MATLAB对试验结果进行数据拟合,得到压铆力与干涉量之间的关系式。在伺服压力试验机上进行6种不同压铆力下的铆接试验,结合GVS-X视觉系统测得不同压铆力下铆接件的干涉量数值,验证了数值模拟结果的可靠性和拟合公式的准确性。结果表明:压铆力-干涉量模型对于铆接时的压铆力正确选择具有指导意义。

    2026年02期 v.49;No.335 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K]
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  • 湿热老化对碳纤维复合材料抗低速冲击的影响

    袁德荣;张岚清;徐凯龙;卜祥威;

    针对EH301增韧环氧树脂铺层结构为[45/-45/0/90]_(2s)的CFRP层合板,开展湿热老化作用对碳纤维增韧环氧树脂基复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)抗低速冲击性能的影响研究。首先,对CFRP试样在3种湿热工况下进行湿热老化处理,再开展4种不同水平冲击能量下的低速冲击试验,利用超声C扫描技术检测试样的内部损伤。结果表明:在低能量冲击下,干态试样表现出较好的抗冲击性能;而在高能量冲击时,湿热老化和重复干燥试样的抗冲击性能更好。当冲击能量为10 J时,湿热老化和重复干燥试样的冲击力峰值分别较干燥工况降低了4.61%和5.28%。随着冲击能量的增加,在20,30,40 J的冲击下,湿热老化和重复干燥工况试样的峰值力分别较干燥工况提高了10.32%,22.50%,38.80%和7.02%,26.38%,38.84%。这是由于湿热老化使试样的分层损伤增加,能吸收更多的冲击能量。同时,湿热老化会导致试样内出现微损伤,使湿热引入的损伤全局化,延缓了冲击过程中应力波的传递,使试样有更多时间吸收冲击能量,从而提高其抗冲击性能。

    2026年02期 v.49;No.335 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K]
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  • 双相不锈钢管激光填丝焊接头组织与力学性能研究

    陆志祥;付娟;赵勇;王飞云;

    本文针对25 mm厚S32205双相不锈钢管,通过优化焊接参数成功实现窄间隙激光填丝焊接。结果表明:焊缝内的奥氏体可分为3种形貌,分别为亮片状的晶内奥氏体,树枝状的晶界奥氏体和羽毛状奥氏体。接头各区域的铁素体和奥氏体两相分布比为53.4%∶46.6%,能满足工艺控制标准,有助于提升接头综合性能。焊接接头平均硬度为262.9HV,焊缝热影响区与重叠区的硬度值最高。拉伸试样均在母材处断裂,焊缝抗拉强度较母材有所提升,说明接头综合力学性能良好。其次,接头各区域的腐蚀速率及发生自腐蚀的难易程度与母材相近,其钝化膜的致密性优异,接头的腐蚀敏感性低,耐腐蚀性能好。

    2026年02期 v.49;No.335 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K]
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  • 原位合成V(C,N)对铁基堆焊合金组织性能的影响

    白云朋;贾华;徐令;张潇予;祝茂函;武立波;

    采用自制药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备5组不同钒含量的Fe-Cr-C-N-V系铁基堆焊合金。借助X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金的组织和性能进行分析。结果表明:堆焊合金主要由马氏体、残余奥氏体、V(C,N),M_7(C,N)_3,M_(23)(C,N)_6和M_3(C,N)等相组成。随着V添加量的增多,原位生成的V(C,N)陶瓷硬质相颗粒增多,初生奥氏体晶粒细化,部分转变为马氏体,共晶硬质相增多并逐渐由网状断裂为孤立状。当V的质量分数为8%时,各相组织之间匹配良好,堆焊合金具有最佳的耐磨性,此时硬度为64.5HRC,磨损量为0.166 7 g。此后继续增加V的添加量,V(C,N)陶瓷硬质相颗粒聚集长大,导致堆焊合金的耐磨性变差。

    2026年02期 v.49;No.335 83-87+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K]
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  • 轧制复合深冷对GCr15SiMo轴承钢组织及力学性能的影响

    冯美龙;黄良顺;王文超;

    本研究系统探讨了GCr15SiMo轴承钢在不同热处理条件下的显微组织演变与力学性能变化。通过定向凝固技术制备铸锭,经轧制处理后,对样品分别进行750,800,850℃的热处理及液氮深冷处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,详细分析了材料的显微组织特征及碳化物形态演变。结果表明:750℃热处理后,基体主要为铁素体组织,碳化物呈球形且颗粒较大;而800℃和850℃热处理后,基体转变为珠光体和马氏体组织,碳化物经历溶解-再析出过程,分布更加均匀。深冷处理进一步细化了碳化物,显著提高了材料的组织均匀性、强度和韧性。力学性能表明,750℃热处理后材料塑性最佳,而850℃热处理后材料表现出优异的综合性能。本研究通过优化深冷处理工艺,为提升GCr15SiMo轴承钢的综合性能提供了有效的技术方案,为其在工程领域的应用奠定了理论基础。

    2026年02期 v.49;No.335 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1910K]
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  • βSN席夫碱缓蚀剂对AZ31镁合金耐蚀性能的研究

    朱磊;曹海洋;张柯翔;刘刚;

    用βSN席夫碱缓蚀剂对AZ31镁合金试样进行了耐蚀性研究。使用激光共聚焦显微镜、电化学工作站、扫描电子显微镜等设备,在不同工艺参数下(浸泡时间、温度及缓蚀剂浓度)对AZ31镁合金吸附膜进行了腐蚀性能测试与分析。结果表明:镁合金吸附膜耐蚀性的影响因素大小:温度>浸泡时间>缓蚀剂浓度。随着温度升高或浸泡时间的延长,AZ31镁合金的耐蚀性呈先增强后减弱的趋势;而随着缓蚀剂浓度增加,其耐蚀性逐渐提高。最佳工艺参数:浸泡时间为9 h,缓蚀剂浓度为6 mmol/L,实验温度为60℃。在此工艺下的自腐蚀电流密度为8.86×10~(-5)A/cm~2,低于未处理试样的自腐蚀电流密度(5.24×10~(-4)A/cm~2),耐蚀性明显提高。

    2026年02期 v.49;No.335 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
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  • 建筑用可拆卸铝合金构件的承载性能研究

    李志强;王飞;

    为提升可拆卸建筑构件的服役稳定性,对铝合金材料的承载性能展开研究。以6061-T6铝合金为对象,设计3个截面相同、长细比分别为28.5,39.7,49.0的箱形构件,进行轴压与四点弯曲试验,分析其在不同长细比下的承载能力与刚度特性。结果表明:在轴压下,长细比为28.5的构件极限承载力最高(495 kN),轴向刚度达24.75 GPa;随着长细比增大,承载力与刚度显著下降,长细比49.0时分别降至322 kN和20.13 GPa。在受弯状态下,长细比28.5的构件表现出最优抗弯性能,极限弯矩为75.2 kN·m,跨中极限挠度为32.5 mm。经过模拟多次拆装试验后,该构件刚度保持率超过97%,残余变形极小,节点连接可靠,展现出良好的重复使用性能。综合表明,长细比28.5的轻合金构件在轴向与弯曲荷载下均具有较高的承载力与刚度,适用于快速可拆卸建筑中的核心竖向承重构件及楼面主梁等关键部位。

    2026年02期 v.49;No.335 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K]
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  • 多点激励下大跨钢桁悬索桥伸缩缝区域不同材料的抗冲击性能

    陈淑静;符静;

    为提升大跨钢桁悬索桥伸缩缝在复杂地震激励下的抗冲击性能,以主跨856 m、边跨(200 m+190 m)的非对称地锚式钢桁悬索桥为背景,设计了3种C60纤维混凝土配方,分别为钢纤维(质量分数为2.4%)与不同掺量FERRO纤维(质量分数分别为0.07%,0.09%,0.11%)的复合体系。基于ANSYS建立桥梁整体-局部耦合有限元模型,系统对比了单点激励、多点同相位激励及多点行波激励3种地震工况下伸缩缝的动力响应。结果表明:多点行波激励最不利,其引起的伸缩缝最大相对位移与冲击耗能均显著高于其他工况;FERRO纤维掺量与材料抗冲击性能呈正相关,其中FC-1配方(0.11%FERRO纤维)综合表现最优,在多点行波激励下伸缩缝最大相对位移仅为17.4 mm,冲击耗能达到65.7 kJ,且关键截面应力-应变响应更稳定,可有效抑制冲击能量向吊索传递。研究证实,用2.4%钢纤维与0.11%FERRO纤维复合的C60混凝土,可显著提升伸缩缝在多点异相激励下的抗冲击韧性及长期服役可靠性。

    2026年02期 v.49;No.335 110-116+132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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  • 45Mn2钢的奥氏体连续冷却转变曲线

    霍文霞;范秀风;刘宗昌;张磊;

    采用热膨胀法测定了45Mn2钢的Ac1、Ac3及Ms点,并利用德国L78 RITA淬火热膨胀仪绘制了其奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线。结合金相组织观察与硬度测试,分析了冷却速度对组织演变与硬度的影响。结果表明:当冷却速度为0.05~5℃/s时,组织主要由铁素体与珠光体组成;冷却速度升至10~50℃/s时,组织转变为马氏体与魏氏体;当冷却速度达到138℃/s时,组织中主要为马氏体与贝氏体。随着冷却速度的增加,45Mn2钢的硬度呈上升趋势。

    2026年02期 v.49;No.335 117-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1303K]
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  • 热处理对TA2/Q345复合板界面结构与性能的影响

    高燕;璩媛媛;

    为探究热处理对钛-钢复合材料界面结合的影响,采用电子束焊接结合热轧工艺制备了TA2/Q345复合板,研究了不同退火温度(550,750,900℃)对其界面显微组织、相组成及力学性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱分析及室温拉伸测试发现:在750℃退火条件下,界面结合强度达到最高值(389 MPa),此时界面反应层主要由细小的Ti-Fe-C反应产物构成,未形成连续粗大的脆性金属间化合物,实现了良好的冶金结合。当退火温度升至900℃(超过TA2相变点)后,Fe、Ti互扩散显著加剧,界面处形成连续的Fe_2Ti等脆性相,结合强度急剧下降,并伴随界面微裂纹的产生。结果表明:将退火温度控制在750℃附近,可抑制有害脆性相的大量形成,优化界面结构,从而显著提升复合板的综合力学性能。本研究为电子束焊-热轧法制备TA2/Q345复合板的热处理参数选择提供了实验依据。

    2026年02期 v.49;No.335 122-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 991K]
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  • 高层建筑钢结构梁柱节点极限承载力分析

    农素婷;左俊;

    利用Abaqus有限元软件研究多层、高层建筑钢结构梁柱节点的极限承载力。设计3种钢结构梁柱连接节点,分别为螺栓连接、焊接连接及螺栓-焊接混合连接。基于Q355H型钢构建立节点模型,通过静力加载与低周往复循环加载模拟节点的受力过程。结果表明:焊接-螺栓混合连接节点的综合力学性能最优,其极限承载力最大,荷载-位移曲线显著高于其他2种节点;其骨架曲线表明该节点延性良好,滞回曲线证明其具有较强的耗能能力。而焊接连接节点的初始刚度最大,但应力集中显著,易发生脆性破坏;螺栓连接节点的极限承载力介于二者之间,具有一定的滑移变形与耗能能力,但承载效率较低。

    2026年02期 v.49;No.335 127-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • TC4/Al3Ti叠层材料显微组织表征及拉伸性能研究

    崔歆岚;赵新新;苗雨中;石彦;张守彬;闫发发;

    用真空热压工艺在650℃下制备了TC4/Al_3Ti叠层材料,并对其显微组织与力学性能进行分析。结果表明:TC4/Al_3Ti叠层材料中Al_3Ti层平均厚度约为186.42μm,TC4层平均厚度约为75.65μm。结合界面良好且呈波浪状形貌;Al_3Ti层中部存在柯肯达尔孔洞与中心线,这与Ti、Al原子扩散速率不同有关。EBSD分析显示,TC4层在热压过程中发生连续动态再结晶,平均晶粒尺寸约为7.24μm;而Al_3Ti层在保温过程中晶粒长大,平均晶粒尺寸约为3.9μm。TC4层织构为{10-10}<0010>与{11-20}<10-10>,Al_3Ti层织构为{100}<001>与{110}<001>。TC4层的平均几何必须位错密度为2.53×10~(14)m~(-2),Al_3Ti层为1.74×10~(14)m~(-2)。拉伸测试表明,该叠层材料的平均抗拉强度约为560.25 MPa,伸长率约为1.4%。断口分析显示,Al_3Ti层为穿晶与沿晶混合断裂,TC4层为微孔聚集型断裂。

    2026年02期 v.49;No.335 133-141+146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
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  • EB改性40CrMnSiB钢的多尺度表征研究

    叶祥海;陈炯;王江伟;王芳;王雅仙;

    对电子束(EB)改性前后的40CrMnSiB材料进行了断口形貌、显微组织结构与显微硬度等多尺度表征分析。结果表明:经电子束改性处理后,材料的断裂机制由韧性断裂转变为脆韧混合断裂;改性后的材料在显微组织上可分为改性区、基体区与孔隙区。其中,改性区主要由马氏体组成,基体区仍为回火屈氏体组织,而孔隙区则是导致材料局部强度下降、促使电子束改性网格脆化,从而实现可控破碎的主要因素。

    2026年02期 v.49;No.335 142-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K]
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  • 窄间隙TIG摆动焊侧壁热-力耦合仿真及参数优化研究

    高辉;屈嘉俊;李献辉;

    针对窄间隙TIG摆动焊接过程中出现的咬边缺陷,本研究通过Abaqus热-力顺序耦合仿真与响应面法(RSM)优化,提出了多工艺参数协同控制策略。建立基于双椭球热源的动态摆动模型,分析摆动宽度、焊接速度及侧壁停留时间对温度场及残余应力分布与熔池行为的影响规律,结合Box-Behnken实验设计筛选最优参数组合,在最优参数指导下开展实际的单道多层焊试验并对焊缝截面进行观察及硬度测试。结果表明:在摆动宽度为16 mm,焊接速度为0.75 mm/s,侧壁停留时间为2 s的工艺参数下不易出现咬边,各焊层与母材熔合良好,焊缝硬度均匀性提升。本研究为窄间隙摆动单道多层焊接工艺的优化提供了理论依据。

    2026年02期 v.49;No.335 147-152+196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
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  • 玻璃钢厚度及铺层位置对吸波性能影响研究

    孟令喆;龙云警;刘文言;张亚发;

    基于弓形反射法对复合材料夹层结构的吸波性能开展系统研究,通过在上表面、下表面及双表面分别复合不同厚度的GFRP(玻璃钢)面层,研究GFRP面层厚度与铺层位置对电磁波吸收特性的影响规律。结果表明:当GFRP面层厚度为1.0~1.5 mm时,试件展现出增强的吸波性能,吸波性能≤-10 dB的吸波带宽较基准样品提升约40%。上表面或双表面复合面层的构型会引发结构谐振效应,导致吸收峰向低频区迁移(2~6 GHz),低频段的平均吸收率提升≥35%。机理分析表明,这种性能优化源于面层厚度调控带来的双重效应:一方面通过梯度阻抗匹配有效降低界面反射;另一方面借助面层GFRP的介电损耗与复合材料吸波夹芯内部的介电损耗的协同作用增强电磁波能量耗散。本研究揭示了面层参数与夹层结构间的耦合作用机制,为设计具有宽频强吸收特性的复合吸波材料提供了重要理论依据。

    2026年02期 v.49;No.335 153-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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  • 不同介质长度的高锰钢辙叉闪光焊接头耐腐蚀性能研究

    李哲睿;王振伟;王建轩;朱平;娄峥;黄诗铭;

    高锰钢辙叉是将高锰钢、奥氏体不锈钢中间介质和碳钢通过闪光焊接方式生产的,目前关于高锰钢辙叉闪光焊接头耐腐蚀性能的研究较少。本文以高锰钢辙叉闪光焊接头为研究对象,通过草酸侵蚀晶间腐蚀测试、慢应变速率拉伸试验,研究3种焊后不同介质长度(15,24,30 mm)焊接接头的耐腐蚀性能。结果表明:晶间腐蚀后,焊后介质长度为15mm的焊接接头不锈钢介质表面腐蚀最严重,焊后介质长度为30 mm的焊接接头表面腐蚀相对最轻;慢应变速率拉伸试验后,介质长度为24 mm和30 mm的试件的应力腐蚀敏感系数分别为0.07和0.072,介质长度为15 mm的试件敏感系数达到0.101。增加焊后介质长度可提升介质中心耐腐蚀性能。

    2026年02期 v.49;No.335 160-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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  • 填充介质对组合式多药型罩射流的影响研究

    杨佳浩;吴越;王天根;李淦;

    多射流聚能破甲战斗部作为近年来备受关注的毁伤弹药,相较于传统单射流设计展现出更优异的毁伤效能。然而,常规组合式多药型罩战斗部常因射流径向弥散导致侵彻性能受限。本研究旨在揭示填充介质对多射流成型过程的调控机理,以解决射流稳定性与速度协同优化的技术难题。基于LS-DYNA平台构建了多材料耦合仿真模型,系统对比了空气、均质金属(铝、铜)及多孔材料(泡沫铝、泡沫铜、聚氨酯)对射流性能的影响。结果表明:与空气填充相比,均质金属填充可使射流头部速度提高3.8%~5%(铝填充为8 735 m/s,铜填充为8 830 m/s),同时将发散角降低24%~39%(铝填充为25°,铜填充为20°)。但高密度材料会导致射流颈缩提前断裂,影响射流连续性。多孔材料填充虽使射流速度相较于均质金属降低5%~8.1%,但其动态压缩特性可显著抑制径向弥散,泡沫铝、泡沫铜和聚氨酯的发散角分别减小至7°、8°和0.5°。研究发现,填充介质孔隙率在射流成型过程中存在双阈值效应:高孔隙率时,孔隙结构坍塌耗能有利于抑制发散角;低孔隙率时,致密骨架材料易引发二次冲击波,增大射流扰动。研究揭示了填充介质的材料类型、密度梯度与孔隙结构之间的协同调控规律,建立了“爆轰能量传递-介质响应-射流性能”多参数关联模型,并提出了多孔介质填充新方法及功能梯度设计的临界参数,为战斗部结构的优化设计提供了理论依据。

    2026年02期 v.49;No.335 166-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
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信息

  • 《兵器材料科学与工程》采编平台

    编辑部;

    <正>2010年编辑部已开通《兵器材料科学与工程》采编平台,网址:www.bckg.cbpt.cnki.net。作者经注册后可进行投稿(请使用Word格式上传稿件)、稿件查询。作者如果收不到稿件编号,请致电(0574-87902254)编辑部查询。

    2026年02期 v.49;No.335 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 731K]
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  • 致谢本期审稿专家

    <正>~~

    2026年02期 v.49;No.335 60页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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综述

  • 搅拌摩擦增材制造技术的发展与应用

    张明涛;江涛;徐雅欣;孙中刚;马良超;冯胜强;李文亚;

    搅拌摩擦增材制造技术(additive friction stir deposition,AFSD)是一种基于搅拌摩擦焊与搅拌摩擦加工原理的固相增材制造技术。该技术通过摩擦产热使材料发生塑性变形并挤出,进而实现金属的固相逐层沉积,最终构建出复杂的三维结构。AFSD主要包含送棒式、送丝式和送粉式3种工艺类型,各具特点:送棒式工艺简单、沉积效率高,适用于大型结构件制造;送丝式灵活性好,更利于复杂几何形状的成形;送粉式则支持连续打印,适合规模化生产及复合材料制备。AFSD在航空航天、军事装备等领域展现出广阔的应用前景,尤其在功能梯度材料与大型复杂构件的制造方面表现突出。本文综述了AFSD的技术原理、工艺分类、特点及其初步应用,以期为相关领域的研究与工程实践提供参考。

    2026年02期 v.49;No.335 175-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K]
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  • 碳纤维树脂基复合材料成型工艺研究

    王攀利;任雁;陈利华;李宁;

    碳纤维树脂基复合材料具有高强度、高刚度,以及设计灵活、环保可持续等优点,广泛应用于汽车、航空航天、国防军工等领域。在碳纤维与树脂的复合过程中,成型工艺对制品性能起着决定性作用。本文综述了碳纤维树脂基复合材料的传统与新型成型工艺、研究进展、应用现状及发展趋势。涉及的成型工艺包括手糊成型、热压罐成型、模压成型、拉挤成型、缠绕成型、树脂传递模塑等传统方法,以及真空辅助成型、3D打印与4D打印等新兴技术,并对各类工艺的技术特点与典型应用进行了归纳分析。例如,真空辅助树脂成型工艺在负压环境下可有效减少气体挥发与气泡缺陷,实现高纤维含量、低孔隙率的制品成型;3D打印技术通过无模具一体化成型,显著提升了生产效率和产品一致性。展望未来,随着碳纤维树脂基复合材料成本降低与工艺不断优化,其将在国防、医疗、体育、交通等更多领域实现广泛应用,成为推动产业升级与技术发展的重要力量。

    2026年02期 v.49;No.335 185-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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  • 《兵器材料科学与工程》稿约

    <正>本刊1978年创刊,以促进军民两用材料的研究与应用为宗旨,主要报道国内外金属材料、无机非金属材料、复合材料、材料制备工艺、失效分析、理化测试等方面的科研成果,通过对国内外新材料领域研究热点及研究成果的交流与研讨,促进我国新材料产业的发展。优先刊登国家级、省部级各类基金项目,863计划项目和火炬计划项目,等等。重点刊登镁、铝、钛合金材料、复合材料、特种钢材料、高性能陶瓷结构材料、特种功能材料、稀土材料、纳米材料、高性能密封材料、材料动态性能测试、模拟与表征等领域的试验研究性文章。本刊补白内容涉及专家对科研成果及前沿课题的短评,各种学术动态,获国家及省部级以上奖励课题、论文、成果的摘要等。

    2026年02期 v.49;No.335 197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2160K]
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