浅析构建项目试验信息数字化方法

为实现现阶段项目试验信息数字化,提出一种以中间状态为基线的全生命周期试验信息数字化方法。该方法以系统工程理论为基础,搭建以中间状态为核心的一体化数据采集以及与之匹配的数据结构模型,组建面向业务、分布式系统架构,创建全面可视化试验信息数字化平台。这一方法能够广泛应用于系统级项目试验,提高试验效率。

破片式战斗部用活性材料研究进展

活性材料是一种由多种类非炸药类固体物质通过一定方法制成,在加热或高速撞击条件下可以自身或与空气发生反应同时释放大量化学能的含能材料。将活性材料制成破片应用于防空、反导战斗部中可大幅提高战斗部的毁伤能力。根据二元活性材料的组成成分分类,可分为金属-氧化物(铝热剂)、金属-聚合物及金属-金属混合物等三大体系。然而,随着战斗部的应用环境越来越复杂,仅仅依靠二元体系已经不能满足要求,多组元活性材料的应用可以结合不同组元的优点,直接灵活地调整活性材料的特性。再通过冷压、冷喷涂、低温挤出等成型工艺与粉末球磨、坯体塑性变形等处理方式相结合的方法对活性材料进行组织和性能调控,获得优异的综合性能。除了成分及工艺设计外,对活性材料准静态和动态反应释能机理与评估方法的研究也是推进该类材料工程应用的关键。其中对活性材料准静态反应的研究是实验室条件下研究活性材料设计、性能的关键方法,需要进一步发展和应用;而对活性材料动态下的反应研究还需要进一步的深入认识。未来活性材料要实现应用技术上的继续突破,就必须实现强度、密度和反应释能等综合性能的提升,并同时追求安全性、低成本、易于加工等目标。总之,活性材料的发展必将为破片式战斗部的发展提供重要条件。归纳了活性材料的研究进展,分别对活性材料的不同体系特点、制备工艺、释能反应机理等进行介绍。分析了活性材料目前存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望。

2,4-二硝基苯甲醚基不敏感熔注炸药动态力学性能

炸药动态力学性能是影响其安定性的重要因素。为揭示2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基不敏感熔注炸药的动态力学性能特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验对DNAN基不敏感抗过载熔注炸药的动态力学性能进行研究。通过入射波整形技术,实现了低阻抗、低强度的熔注炸药材料在SHPB实验中的应力平衡和恒应变率加载,得到65 s^(-1)、130 s^(-1)和200 s^(-1)等3种应变率下炸药的应力应变曲线;基于炸药应力应变数据,利用改进的Lesuer标定方法,获得该炸药的Johnson-Cook本构模型参数。结果表明:随着应变率的提高,该炸药失效应力逐渐增加,具有明显的应变率效应;拟合得到的Johnson-Cook动态本构模型能较好地预测该炸药在冲击载荷作用下的力学响应。

高超弹体侵蚀机理及抗侵蚀设计研究

针对高超弹体侵蚀影响结构强度、侵彻能力和装药安定性的问题,根据回收弹体的金相组织分析了弹体变形温升、摩擦温升及弹体材料高温力学特性,阐明了高超弹体的侵蚀机理,提出了高超弹体抗侵蚀设计方法。研究表明,弹体表面在长时间与钢筋或骨料碰撞切削的过程中,局部微观结构的剪切应力超过弹体材料的剪切强度,是弹体侵蚀的主要原因,弹体表面材料的升温软化是高超弹体发生侵蚀的另一原因。

俯仰角速度对弹丸侵彻多层靶弹道影响

针对俯仰角速度对弹丸侵彻多层靶弹道的影响问题,在分析大量文献数据与数值模拟数据基础上,采用LS⁃DYNA有限元软件,开展了考虑/不考虑俯仰角速度条件下弹丸侵彻多层靶数值模拟,对比了着靶时间、着靶速度、着靶点偏移、攻角、着角、引信过载等数据,结果显示考虑俯仰角速度下的数值模拟结果与试验更吻合。基于此,模拟分析了不同大小、方向俯仰角速度对弹丸侵彻多层钢筋混凝土靶弹道的影响,结果表明同等大小情况正向俯仰角速度比负向俯仰角速度对弹道影响更大,且为确保弹丸在目标建筑物内爆轰,其俯仰角速度大小、方向须控制在-627°·s^(-1)~427°·s^(-1)之间。

起爆方式对炸药爆炸冲击波压力场影响研究

为揭示起爆方式对炸药爆炸能量输出结构的影响,运用LS-DNYA软件对中心轴线多点起爆方式下,炸药爆炸空气冲击波的传播过程进行计算,通过对比分析全时间历程参考位置处的冲击波超压峰值,发现起爆方式对爆炸冲击波场分布的影响规律,起爆方式对装药爆炸空气冲击波超压场空间分布及量值具有显著影响,且远场位置10点起爆装药爆炸冲击波压力幅值高、分布范围广,可有效提升装药能量利用率。研究结果可为爆破战斗部起爆方式设计提供参考。

弹丸斜侵彻多层混凝土靶弹道预测方法

针对弹丸斜侵彻多层混凝土靶弹道姿态的快速预测问题,基于空腔膨胀理论和刚体动力学理论,建立了弹丸斜侵彻多层混凝土靶的弹道姿态计算模型,通过编制Matlab程序实现了弹丸斜侵彻多层混凝土靶弹道姿态的快速预测。试验结果表明,所提出的弹道预测方法计算结果与试验结果符合较好,为弹丸斜侵彻多层混凝土靶的弹道稳定性影响因素分析和优化设计提供了重要手段。

不同海拔高度下破片速度衰减模型的修正方法

采用流体力学软件FLUENT研究了不同初始速度(≤2500 m·s^(-1))和海拔高度(≤20 km)下破片阻力系数,对不同海拔高度下破片速度衰减模型进行修正,并开展相应的低气压破片速度衰减特性试验,验证了修正模型的准确性。结果表明:初速700 m·s^(-1)的球型破片和初速1000 m·s^(-1)的长方体破片使用修正后速度衰减模型计算结果与试验结果吻合度较高,误差均小于5%,且修正后的速度衰减模型计算精度比修正前的模型提高了10%左右。该修正后的破片速度衰减模型可用于计算阻力系数随海拔高度变化对破片速度衰减系数的影响,提高破片速度的计算精度,从而进一步提升破片战斗部威力评估的准确性。

气缸式尾翼气缸内压力及影响因素分析

根据气体一维准定常流动理论建立了气缸式尾翼气缸充放气理论模型,设计了φ1.8 mm和φ2.0 mm两种气孔直径的气缸式尾翼结构,仿真得到了气缸内压强和气缸内外压强差曲线,结果表明φ1.8 mm方案尾翼能够正常工作,φ2.0 mm方案尾翼存在在膛内提前张开的风险,并得到验证。

基于LS-DYNA的弹体入水过程冲击响应仿真

针对新型破障炮弹、助飞鱼雷等入水武器装备研制需求,开展弹体入水过程的冲击响应数值模拟,对比分析弹头形状、入水初速和入水角度对速度衰减及过载响应等产生的影响。仿真结果表明:平头弹速度衰减最快,锥头弹次之,圆头弹衰减最慢;圆头弹过载峰值最小,其头形结构最利于水中运动的稳定;入水初速越大,速度衰减越快,弹体所受载荷增加也越明显;圆头弹倾斜60°入水时,前期速度衰减相对较慢,后期加快,过载峰值相对较低。该仿真可为弹体设计和入水初态选择提供理论参考。