应变率效应对结构响应相似律的影响研究

利用量纲分析方法,分析应变率效应对冲击载荷下结构响应相似律的影响,提出一种速度修正方法来缩小由于应变率效应而导致的变形不相似现象,得到了考虑应变率效应的非几何相似模型律的条件。以Taylor碰撞实验为典型研究对象,在实验结果验证模拟参数的基础上,利用数值模拟研究了速度修正方法的适用性。结果表明,所提出方法可有效改善材料应变率效应所致的原型实验与模型实验之间的结构响应差异。

爆炸驱动亚毫米级金属颗粒群的飞散特性

采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了爆炸驱动下亚毫米级WC颗粒群的飞散特性及其影响因素。首先对重金属嵌层碳纤维复合材料(CFRP)壳体开展静爆试验研究,测得距爆心一定距离处颗粒速度;然后基于离散元方法(DEM),依据实体情况对WC颗粒层的颗粒进行无序建模与数值模拟,分析了颗粒无序排列时不同颗粒、装填比及长径比对颗粒速度的影响规律。结果表明:在相同装填比下,颗粒粒径越大,单个颗粒所获得的速度越小;端部附近内外层颗粒速度相同,相对轴向位置X/L=0.62附近速度差最大;长径比在0.5~1.5范围内时,随着长径比的增加,颗粒的速度及速度差增大,起爆端相对于非起爆端颗粒速度增加较小。

非等比例缩比侵彻/贯穿相似规律研究

高速侵彻弹体的弹载部件/关键元器件的生存性与可靠性考核是引战系统研制领域的热点与难点问题,受原型试验的成本限制,利用缩比弹体搭载原型引信部件开展非等比例缩比试验研究是可行途径。针对传统等比例缩比方案无法满足弹体刚体过载相似性要求的情况,研究了非等比例缩比侵彻/贯穿相似规律,提出了非等比例缩比侵彻试验设计方法。数值计算结果表明:侵彻半无限厚混凝土靶条件下,非等比例缩比弹刚体过载的脉宽、幅值均可实现与原型弹刚体过载一致的加载条件;贯穿多层薄靶的条件下,通过调节靶板布置及弹体初速等试验工况,合理设计缩比弹体结构,可使非等比例缩比试验的弹体刚体过载峰值和脉宽覆盖原型试验。通过缩比模型试验得到的刚体过载特性可以为弹体及引信部件抗过载防护设计提供可靠的参考依据。