基于刚性壁的非致命易碎弹冲击毁伤数值评估

非致命易碎弹是一种以较高战斗射速下的钝性冲击达到驱散制服目的的非致命弹种,基于刚性壁的毁伤评估方法已被纳入北约相关标准。为了研究非致命易碎弹的冲击毁伤性能,采用光滑粒子流体动力学方法(smoothed paritcle hydrodynamics, SPH)耦合有限元法建立了某型非致命易碎弹冲击刚性壁的数值模型,并对弹体结构、接触关系和材料模型进行优化设置,在与文献实验数据对比验证有效性的基础上,分析了该型弹丸的冲击过程并进行了毁伤数值评估。结果表明:该型弹丸的冲击力主要来自于内填金属颗粒,且峰值冲击力出现在壳体破碎之后;在初速范围内其瞬时冲击应力远小于皮肤穿透阈值,但以超过45.3 m/s的速度击中头部时会造成意识丧失、颅内出血、昏迷等损伤。

静电纺丝PANI/CNT/PEO超级电容器电极的性能研究

采用静电纺丝制备高性能、薄膜纤维结构电极的超级电容器。制备了均匀对称的三明治式固态超级电容器,其电极为静电纺丝制备的聚苯胺、多壁碳纳米管、聚氧化乙烯薄膜结构,电解质为聚乙烯醇和硫酸。研究了静电纺丝参数对纤维直径的影响,通过改变纺丝距离和溶液流量可以获得微孔薄膜纤维电极。当纺丝距离从80 mm提高到140 mm,纤维的平均直径从3.22μm降低到1.40μm,相对应电极的比电容从70 F/g上升到95 F/g。用这种纤维结构电极制备的超级电容器表现出很好的循环稳定性,用平均纤维直径1.40μm的电极制作的超级电容器在1 000次充放电之后比电容仍能保持90%。

非致命动能弹钝性冲击假人胸部的数值模拟

为验证应用Hybrid Ⅲ假人开展非致命动能弹钝性冲击损伤的有效性,揭示动能弹钝性冲击与汽车安全领域大质量低速冲击的不同,采用数值模拟的方法研究了非致命动能弹和大质量冲击物钝性冲击Hybrid Ⅲ 50假人胸部的动态过程,并基于粘性标准对非致命动能弹胸部损伤风险进行了数值评估。结果表明:Hybrid Ⅲ假人在非致命动能弹钝性冲击下的胸部压缩量和粘性指数最大值均在尸体实验的验证区间内,是一种有效的损伤评估替代物;在同等初始能量下,非致命动能弹钝性冲击时程更短、冲击力峰值更大、能量衰减速度更快,会造成胸部局部动能和内能的快速转换,从而形成局部表面伤,创伤面大于弹体横截面,且在肋骨前侧拐角处首先出现应力集中,容易造成断裂;而大质量低速冲击时的冲击物动能大部分转化为胸部内能,损伤伤情以胸内骨折和脏器损伤为主。质量为30 g的L5型棍弹速度超过74.6 m/s时,造成胸骨或两根以上肋骨骨折的概率超过50%。

电射流沉积纳米复合电极的超级电容研究

利用电射流沉积技术,以石墨烯/聚苯胺复合材料为电极活性材料,制备成超级电容器。用原位聚合法得到石墨烯/聚苯胺的复合材料,制备成分散均匀的悬浮液,利用电射流沉积装置在碳纸上沉积电极,将电极和凝胶电解质(PVA-H_2SO_4)基于三明治结构组装成超级电容器。测试其电化学性能,电射流沉积法制备的超级电容器在500 m A/g的电流密度下比电容达到228 F/g,经过1 000次循环充放电后容量保留92%,比传统涂覆方法分别提高了11%和7%。研究结果表明,电射流沉积技术是制备超级电容纳米复合电极的理想方法。

在弹药类课程教学中引入虚拟课堂的构想

为提高弹药类课程的教学质量,通过深入地分析,目前这类课程授课中存在着理论讲解无法展开、实践操作不安全等问题,结合虚拟课堂的优点,提出弹药类虚拟课堂的构思。弹药类虚拟课堂将划分为多个区域,包括虚拟授课区、虚拟弹药仓储区、虚拟操作实践区和新型弹药区等。通过这些区域的设计,使学生在学习过程中自主掌握学习进度,积极参与互动,提高学生在弹药类课程中的学习效果。虚拟课堂的引入会为弹药类课程的教学开启一个新的发展方向。