梯形截面战斗部预制破片爆炸飞散数值模拟

研究梯形截面杀伤战斗部预制破片飞散特性规律,为梯形截面杀伤战斗部的设计提供参考。运用ANSYS/LS-DYNA软件建立了5种不同形状梯形截面杀伤战斗部模型,并进行了爆炸驱动预制破片的数值模拟,得到了破片分布规律、梯形面上破片飞散速度、不同起爆点破片的飞散特性。结果表明:4个梯形面上的破片形成了4个破片束,下面破片飞散角最大,可达105°,梯形斜面上的破片飞散方向相对于斜面法向朝梯形下方偏转,最大偏转34.5°。θ为60°之前,梯形面上的破片平均速度随着θ的增大提高了8.6%,梯形下面破片平均速度大于梯形上面。θ过大会降低梯形下面和斜面上破片平均速度。梯形斜面上最大速度破片位于斜面上部。梯形对称轴上不同位置的起爆点对梯形面上破片周向飞散角和斜面破片偏转角影响不大,但是可以提高对侧方向破片飞散速度,下面破片增幅达3.7%。θ为45°、起爆点设置在梯形上面可使下面破片获得最大的杀伤威力。

圆柱形装药在土壤-混凝土复合介质靶中的爆炸开坑规律

为了探究炸药在土壤-混凝土复合防护工事的表层土壤的爆炸开坑情况及最佳爆破深度,在土壤-混凝土复合介质与单土壤介质两种条件下,对JH-2圆柱形装药在不同埋药深度中的爆炸进行了数值模拟。研究了药柱爆炸后爆坑的形成和发展规律。在8种不同埋药深度及有、无混凝土层的情况下,对比分析了爆坑的形状及尺寸。通过理论计算,得到80 g JH-2药柱在土中抛掷爆破时爆坑的最大半径及相应的埋药深度。对比研究了相同药量、不同埋药深度时土壤与土壤-混凝土两种工况下的爆坑形状与尺寸大小。结果表明:混凝土层反射的冲击波可以对土壤层表面进行二次破坏,使得爆坑的崩落区明显变大。通过试验验证发现,在埋药深度为350 mm时,80 g JH-2圆柱形装药可以在土壤-混凝土复合介质靶中形成一个大且稳定的爆坑,爆坑的形状、尺寸与仿真和理论计算结果吻合。

橡胶复合靶板抗射流侵彻的理论和实验研究

根据射流侵彻橡胶复合靶板后射流变形情况,将橡胶复合靶板抗射流侵彻过程分为4个阶段。基于应力波传播理论和开尔文-亥姆霍兹不稳定性对橡胶复合靶板抗射流侵彻过程进行了理论分析,得到射流失稳时射流的速度区间及橡胶复合靶板对射流的干扰频率,并分析了射流侵彻橡胶复合靶板后的剩余侵彻能力。分析了橡胶夹层厚度变化和橡胶复合靶板倾角对橡胶复合靶板抗射流干扰的影响,得到最佳橡胶夹层厚度和倾角,并通过实验对理论结果进行了验证。结果表明,开尔文-亥姆霍兹不稳定性能很好地分析橡胶复合靶板对射流的干扰作用。橡胶复合靶板在倾角为60°、橡胶夹层厚度为3～3.5 mm时具有最佳防护性能。

聚乙烯橡胶抗射流侵彻数值仿真研究

建立了不同倾角的情况下夹层为聚乙烯橡胶复合材料的复合靶板抗射流侵彻的数值仿真用AUTODYN有限元分析软件进行数值仿真并分析了倾角对复合靶板抗射流侵彻的影响,指明了倾角对聚乙烯橡胶复合材料抗射流侵彻的影响,将不同倾角下均质靶板与复合靶板抗射流侵彻影响进行了对比,根据靶板抗射流侵彻时消耗的射流的能量计算出复合靶板中聚乙烯橡胶夹层对靶板抗射流侵彻的影响大小,分析了在倾角下复合靶板影响射流侵彻的影响因素。结果表明,聚乙烯复合靶有较好的抗射流侵彻能力;复合靶的倾角严重影响射流的破碎程度。

带大隔板爆炸成型弹丸战斗部药型罩结构研究

为研究爆炸成型弹丸(EFP)药型罩结构,基于爆轰波在有大直径隔板的EFP装药结构中的传播特性,建立了马赫波作用下罩顶微元压垮速度理论计算模型。理论计算结果表明,药型罩顶部局部加厚可以显著地降低罩顶微元压垮速度,避免EFP头部断裂;当厚度增加量过大时会导致EFP头部出现射滴和包心,对EFP飞行稳定性和侵彻威力造成负面影响。数值模拟结果表明,罩顶局部加厚不会显著降低EFP速度和长径比;当罩顶局部厚度增加量为12.5%~25.0%时,既能避免EFP头部断裂,又能避免EFP头部出现射滴和包心。对带隔板EFP战斗部进行了X光实验,实验结果验证了数值模拟结果的正确性。

橡胶复合靶板抗成型装药射流侵彻研究

为研究橡胶复合靶板对成型装药射流的干扰作用机理,分析了射流侵彻'三明治'结构橡胶复合装甲时应力波在多层介质中的传播,研究了背板上射流作用区域的质点运动规律。运用开尔文—亥姆霍兹流体不稳定性原理分析了橡胶复合靶板背板质点速度对射流的干扰作用。预测了倾角以及橡胶夹层厚度对复合装甲抗射流干扰的影响。通过X-光脉冲试验和剩余穿深试验获得了射流侵彻复合靶板后射流变形情况和射流剩余侵彻能力变化情况。证明了采用应力波原理和开尔文—亥姆霍兹不稳定性分析橡胶复合靶板对射流干扰作用机理的可行性与正确性。试验证明橡胶复合装甲具有优异的防护能力,可以作为一种新型防护装甲。

尺寸效应对复合靶抗射流侵彻性能影响研究

采用标准聚能装药对以聚乙烯橡胶为夹层的复合靶板进行了抗射流侵彻研究。通过数值仿真方法和Energy-Thickness(E-T)曲线研究并测试了在相同炸高下"三明治"结构复合靶板的面板和背板厚度对其抗射流侵彻性能的影响。结果表明,面板厚度变化对复合靶板消耗侵彻射流的能量影响较大,背板厚度变化对射流侵彻复合靶板后射流破碎情况影响较大。文中采用E-T曲线可以直接观察面板和背板厚度变化对复合靶板抗射流侵彻性能的影响能力,并根据计算和分析结果给出了合适的面板和背板厚度。

高校学生分层教育和培养探讨

当我国高等教育大众化后,分层教育和培养成为提高学生素质和提升教学质量的有效途径。承认人才自身存在的差异,针对学生个体差异,如何实现高校教育多样化、层次化、个性化的分层教育和培养模式是值得深入探讨。选择合理的分层教育方法可以有效的提高学生的学习兴趣,促进学生积极的发展。

浅谈中学音乐课堂教学中精神环境的优化

现在的中学课堂音乐教学,不仅需要具有扎实专业技能的老师,而且还要有良好的精神环境。一个积极、健康和愉悦的精神环境,可以激发学生学习音乐的兴趣,提高音乐审美能力、创新意识和创造能力,从而变“厌学”为“乐学”。

中西合璧 巧学妙用——浅论柯达伊、奥尔夫教学法对中小学音乐教育的借鉴意义

柯达伊、奥尔夫音乐教学法是当今国内外音乐教学中广泛使用的教学方法,带有普遍教育意义和推广价值,已在世界范围内广泛使用。20世纪80年代初,柯达伊、奥尔夫音乐教育理念传入中国,受到了广泛认同,现已在我国幼儿、学前以及中小学的音乐课堂教学中发挥着重要的作用。本文分析了柯达伊、奥尔夫教学法的借鉴意义,希望为有关音乐教师提供参考建议。

聚脲弹性体夹芯防爆罐抗爆性能研究

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对三种防爆罐在1.2 kg TNT爆炸载荷作用下的动态响应过程进行数值模拟。研究了无夹层、聚脲弹性体夹层和橡胶夹层防爆罐的抗爆性能。分析了不同夹层对防爆罐整体变形的影响及聚脲弹性体和橡胶夹层的吸能特性。通过聚脲弹性体夹层防爆罐在爆炸载荷作用下的变形试验研究,验证了数值计算结论的可靠性;结果表明,在相同爆炸载荷作用下,无论变形或能量吸收方面,聚脲弹性体夹层防爆罐都优于无夹层防爆罐和橡胶夹层防爆罐;冲击波在聚脲弹性体传播过程中衰减幅度最大。

聚脲弹性体复合夹层结构的防爆性能

应用LS–DYNA有限元软件,对聚脲弹性体复合夹层结构在0.5 kg炸药(TNT)爆炸载荷作用下的动态响应过程进行数值模拟。研究了复合夹层结构厚度和质量固定条件下聚脲弹性体夹层厚度对复合夹层结构抗爆性能的影响。分析了不同聚脲弹性体夹层厚度对复合夹层结构变形的影响,并分析了聚脲弹性体夹层的吸波和吸能特性。结果表明,在爆炸载荷作用下,当复合夹层结构总厚度固定时,随着聚脲弹性体夹层厚度的减小,复合夹层结构的抗爆性能先增大后减小,当钢板与聚脲弹性体夹层厚度比为1.4∶1.2∶1.4时,变形的整体性最好,其抗爆的潜力最大,其冲击波衰减率最大为85.6%,能量吸收效果也最好,其综合抗爆能力较好;在质量固定条件下,随着聚脲弹性体夹层厚度的增加,其抗爆能力先增大后减小,当钢板与聚脲弹性体夹层厚度比为0.903∶3.5∶0.903时,其变形和能量吸收效果最好,冲击波衰减率最大为81.87%,其综合抗爆能力较好。

爆炸载荷下蜂窝夹层复合结构吸能特性研究

蜂窝结构具有良好的吸能特性。将蜂窝结构作为夹层,研究复合靶板在爆炸载荷下的变形以及能量吸收特性。采用数值模拟方法对比分析了在相同爆炸载荷下蜂窝横向放置、纵向放置以及在这两种蜂窝内填充橡胶等四种不同夹层结构的复合靶板的变形以及吸能特性。结果发现:不同蜂窝夹层复合靶板变形以及吸能特性各不相同。蜂窝纵向放置时复合靶板各部分变形显著、吸能比例较为平均,而横向放置时复合靶板主要以面板的大变形来吸收能量。在蜂窝内填充橡胶会影响蜂窝以及复合靶板的吸能能力。填充橡胶的横向放置的蜂窝复合靶板吸能能力最好且具有较小的变形。

新结构药型罩射流对等效前舱的抗干扰研究

为有效降低弹药前舱对聚能射流的干扰作用,提高射流穿过前舱后的侵彻威力,设计了一种新结构药型罩.通过将前舱等效为均质靶板的等效方法,得到了均质等效靶的等效厚度.利用AUTODYN-2D数值仿真软件分别对新结构药型罩和常规药型罩射流侵彻等效前舱作用过程进行了数值计算,并对射流穿过等效前舱后的侵彻孔形进行了理论计算.结果表明,与常规药型罩相比,新结构药型罩降低了等效前舱对射流的能量消耗,提高了射流穿过等效前舱后的头部速度和射流能量,对带等效前舱钢筋混凝土目标的侵彻深度提高了11.7%以上,理论计算和试验孔形基本吻合.新结构药型罩射流对前舱的抗干扰能力明显优于常规药型罩.

时序控制对强磁场耦合聚能射流过程的影响

基于改变时序控制的相关侵彻深度实验,对强磁场耦合聚能射流过程中的时序控制作用进行研究。采用两种不同结构的强磁体(Ⅰ型和Ⅱ型)进行相关实验研究,实验研究过程中,在其他条件不变的情况下,改变实验的时序控制,分析受强磁场作用后聚能射流的侵彻深度以及侵彻通道的孔形,研究相同电路结构、不同时序控制作用下强磁场对聚能射流稳定性的影响。研究结果表明:时序控制是强磁场耦合聚能射流过程中的重要影响因素之一;由于聚能射流的主要侵彻能力集中在中前段,通过时序控制,使强磁场充分与聚能射流中前部发生作用,能有效地提高聚能射流侵彻效能;对于Ⅰ型强磁体,通过时序调整,56 mm聚能装药形成的射流侵彻能力由初始增加1.7%提高到增加32.8%;对于Ⅱ型强磁体,由初始增加1.6%提高到增加69.4%.

磁爆加载薄壁金属管的冲击变形实验研究

利用构建的磁爆加载实验平台,对脉冲磁动力与电爆炸耦合效应作用下薄壁金属管的冲击变形进行了研究,获得了加载过程的强流放电波形,以及不同结构和材料薄壁金属管的冲击变形。结果表明:以脉冲电容器组为能源时,RLC电路过程能较好地反映加载时的强流放电特性;相同结构薄壁金属管的冲击变形主要受加载方式的影响,加载过程产生的焦耳热使材料显著升温,更易于变形,但高温将导致材料气化,无法形成磁聚毁伤元;磁聚毁伤元不宜采用低熔点或低延展性材料,相比铝材,紫铜更优,而截锥管比圆管结构更易于控制形成磁聚毁伤元。

双材质复合射流对混凝土的侵彻

为了增大射流对混凝土靶板的开孔直径,并保证侵彻深度满足要求,在传统铜质药型罩与空气接触的一侧增加了铝质药型罩,这样在炸药爆炸驱动下形成内芯由高密度材料、外层由低密度材料组成的双材质复合射流,增大了射流直径。并根据双材质复合射流的侵彻特点,分析了侵彻过程中单质射流侵彻、双滞止点侵彻和单滞止点侵彻下的混凝土开孔直径。X射线实验显示:双材质复合射流成型形态良好,铝罩较厚时射流直径增大;在实验范围内,随着铝罩厚度的增加开孔直径有所增大,并且满足侵彻深度要求。对双材质复合射流的侵彻过程进行了理论计算,实验与计算孔形较好吻合。

磁场抑制断裂聚能射流颗粒翻转试验研究与数值模拟

为了研究磁场对翻转射流颗粒的抑制和修正问题,分析了断裂聚能射流颗粒与外加磁场的相互作用过程,使用装药直径为56mm的成型装药在490mm和650mm 2种炸高下进行了磁场与聚能射流相互作用的试验研究,利用Ansoft Maxwell电磁分析软件,对不同初始翻转角度的聚能射流颗粒在外加磁场中的受力以及力矩情况进行了数值仿真,仿真和试验吻合较好。仿真结果表明,磁场对翻转射流颗粒具有抑制和修正作用,初始翻转角度对射流颗粒的受力以及力矩有较大影响;材料的电阻率在聚能射流颗粒与强磁场相互作用过程中有很大的影响。

磁场抑制聚能射流颗粒翻转研究

通过分析磁场与聚能射流的耦合作用过程,在断裂射流颗粒发生小角度翻转的情况下,建立了当有磁场存在时聚能射流颗粒的翻转运动方程。在此基础上,采用电磁场Ansoft Maxwell分析软件仿真的方法研究了翻转射流颗粒在磁场中所受力以及力矩特性,并对结果进行了实验验证。研究结果表明:聚能射流颗粒在强磁场中的翻转运动方程能较好地描述磁场对其翻转的抑制过程,数值模拟所得射流颗粒的受力以及力矩进一步反映磁场对翻转射流颗粒的抑制特性。实验结果验证了杵体在磁场的作用下,其翻转受到修正和抑制,最终其轴线基本与射流侵彻通道轴线一致。

陶瓷/橡胶复合装甲对射流防护效能的实验研究

为了探索新型复合装甲抗射流侵彻的规律,采用Ф56mm成型装药基准弹,通过剩余穿深DOP实验,研究了不同倾角(0°,30°,45°,60°)条件下陶瓷/橡胶复合装甲抗射流侵彻的防护能力,分析了射流侵彻后复合靶板变形、射流侵彻后速度变化、鉴定板开坑及剩余穿深,得到了射流剩余速度和剩余穿深随倾角的变化曲线,讨论了陶瓷/橡胶复合装甲抗射流侵彻的规律,以及倾角、陶瓷上层靶板材料、橡胶夹层材料对其抗射流侵彻原理。结果表明,由于陶瓷材料的质量防护因数大于钢,以及橡胶材料的低阻抗性质,与等质量均质钢装甲相比,陶瓷/橡胶复合装甲具有优良的抗射流侵彻性能,各层材料对复合靶板抗射流侵彻性能有很大影响;60°倾角时陶瓷/橡胶复合装甲具有最优的抗射流侵彻能力。