为了揭示笼状含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷(hexanitrohexaazaisowurtzitane,ε-CL-20)冲击感度各向异性规律,采用低梯度色散校正的反应性力场(reactive force field with low-gradient dispersion corrections,ReaxFF-lg)和分子动力学...为了揭示笼状含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷(hexanitrohexaazaisowurtzitane,ε-CL-20)冲击感度各向异性规律,采用低梯度色散校正的反应性力场(reactive force field with low-gradient dispersion corrections,ReaxFF-lg)和分子动力学方法,分别垂直ε-CL-20的6个重要晶面(010)、(110)、(201)、(011)、(111)和(001)进行多尺度冲击加载模拟,考察体系内应力、温度以及化学反应与冲击方向的关联规律。结果表明ε-CL-20具有明显的冲击感度各向异性,6个重要晶面冲击感度强弱顺序为:(010)>(110)>(201)≈(011)>(111)>(001)。垂直于(010)晶面冲击时体系的力-热-化学响应最强、感度最高,垂直于(001)晶面冲击时体系的力-热-化学响应最弱、感度最低。以ε-CL-20不同晶面冲击响应特性为基础,总结了平面层状堆积含能材料的冲击感度各向异性规律,即当冲击方向平行于分子层时冲击感度最高,垂直于分子层时冲击感度最低。展开更多
为解决自由活塞膨胀机的关键部件活塞在高温气体及机械交变载荷下存在的热应力集中、热变形不均及疲劳寿命较低等问题,通过构建几何模型与网格划分,设置流场、热场边界条件,采用热-流-固耦合方法进行有限元分析。结合名义应力法与材料应...为解决自由活塞膨胀机的关键部件活塞在高温气体及机械交变载荷下存在的热应力集中、热变形不均及疲劳寿命较低等问题,通过构建几何模型与网格划分,设置流场、热场边界条件,采用热-流-固耦合方法进行有限元分析。结合名义应力法与材料应力-循环次数(stress-number of cycles,S-N)曲线预测疲劳寿命,发现活塞缓冲区与头部问题显著;进而通过设置环槽、将活塞厚度从10 mm增至20 mm、合理去除活塞中部结构等方式进行结构优化。模拟验证结果表明,优化后活塞热应力降低,局部变形得到有效抑制,疲劳寿命提升,自由活塞膨胀机运行稳定性与可靠性增强,为其实际工程高效应用提供有力支撑。展开更多
文摘为了揭示笼状含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷(hexanitrohexaazaisowurtzitane,ε-CL-20)冲击感度各向异性规律,采用低梯度色散校正的反应性力场(reactive force field with low-gradient dispersion corrections,ReaxFF-lg)和分子动力学方法,分别垂直ε-CL-20的6个重要晶面(010)、(110)、(201)、(011)、(111)和(001)进行多尺度冲击加载模拟,考察体系内应力、温度以及化学反应与冲击方向的关联规律。结果表明ε-CL-20具有明显的冲击感度各向异性,6个重要晶面冲击感度强弱顺序为:(010)>(110)>(201)≈(011)>(111)>(001)。垂直于(010)晶面冲击时体系的力-热-化学响应最强、感度最高,垂直于(001)晶面冲击时体系的力-热-化学响应最弱、感度最低。以ε-CL-20不同晶面冲击响应特性为基础,总结了平面层状堆积含能材料的冲击感度各向异性规律,即当冲击方向平行于分子层时冲击感度最高,垂直于分子层时冲击感度最低。
文摘为解决自由活塞膨胀机的关键部件活塞在高温气体及机械交变载荷下存在的热应力集中、热变形不均及疲劳寿命较低等问题,通过构建几何模型与网格划分,设置流场、热场边界条件,采用热-流-固耦合方法进行有限元分析。结合名义应力法与材料应力-循环次数(stress-number of cycles,S-N)曲线预测疲劳寿命,发现活塞缓冲区与头部问题显著;进而通过设置环槽、将活塞厚度从10 mm增至20 mm、合理去除活塞中部结构等方式进行结构优化。模拟验证结果表明,优化后活塞热应力降低,局部变形得到有效抑制,疲劳寿命提升,自由活塞膨胀机运行稳定性与可靠性增强,为其实际工程高效应用提供有力支撑。
