活性复合射流侵彻多层间隔靶毁伤行为

为研究活性复合罩聚能装药对目标靶后毁伤效应,开展活性复合射流作用多层间隔靶侵彻与爆炸联合毁伤性能研究。采用实验、数值模拟和理论相结合的方法,对活性复合射流侵彻多层间隔靶的毁伤行为及机理进行探究。实验结果表明,对于给定的活性复合罩聚能装药结构,与活性-铜射流相比,活性-钛射流在钢锭上形成的侵孔直径更大,穿透一定厚度钢靶后可造成后效间隔铝板严重变形甚至撕裂。基于活性复合射流对多层间隔靶的侵爆时序联合毁伤行为,建立后效铝板爆裂毁伤分析模型。仿真结果表明:铝板上的破裂孔面积与随进活性材料有效质量和动能侵孔半径均呈正相关,但二者中活性材料有效质量对其影响更显著;基于实验和数值模拟所获取的经验参数,模型可进一步预测不同活性材料有效质量、动能侵孔和靶板厚度下后效铝板爆裂毁伤面积。

活性药型罩聚能装药侵彻爆燃试验及耦合作用机理分析

为研究氟聚物基活性药型罩聚能装药对钢靶的侵彻爆燃行为及耦合作用机理,开展配方为质量分数73.5%聚四氟乙烯(PTFE)/26.5%Al活性药型罩聚能装药作用钢靶静爆实验,获得炸高对侵彻深度、侵彻孔径、钢靶爆裂行为影响特性。实验结果表明,活性药型罩聚能装药炸高在0.35~1.00倍装药直径范围内,对钢靶侵爆耦合毁伤效应最为显著。结合准定常理想不可压缩流体力学理论,引入活性射流反应延迟时间,给出活性射流侵彻深度与反应延迟时间函数关系,建立活性射流侵孔内有效质量模型;基于修正的伯努利方程,结合活性射流内爆特性,发展活性射流侵孔孔径理论模型;结合圆筒破坏理论提出活性射流侵爆耦合作用下钢靶爆裂行为判断方法。理论模型定量化描述了活性射流对钢靶的侵爆行为,揭示了破甲终止后活性射流内爆超压导致的扩孔与钢靶爆裂机理。

活性复合罩聚能装药侵彻增强行为

为解决传统高聚物基活性罩聚能装药侵彻深度严重不足这一瓶颈性问题,提出了一种活性-铜复合罩聚能装药结构,并采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了活性-铜罩射流成形及侵彻钢靶增强行为.仿真表明,内层铜罩主要形成高速前驱射流首先侵彻钢靶,活性材料外罩大部分形成杵体且可以随进侵孔内部.实验结果表明,与传统单一活性射流相比,活性-铜射流对钢靶造成的侵深更大,且侵彻性能与进入侵孔内的活性材料质量显著受炸高影响.实验与仿真对比表明,活性材料的爆燃反应会导致侵彻过程提前终止,可能的机理是其化学反应在侵孔内会形成超压,造成铜射流严重失稳,致使剩余射流无法再继续侵彻.

不同头形刚性弹丸侵彻钢靶力学行为

采用Autodyn-3D平台对不同头部刚性弹丸侵彻钢靶动力学过程进行了数值模拟研究.结果表明,头部形状对弹丸贯穿钢靶力学行为和破坏模式有显著影响,平头弹丸贯穿钢板主要表现为先产生绝热剪切带,后演变为冲塞贯穿破坏,冲塞厚度随着速增大而减小;半球形弹丸贯穿钢板主要表现为缩颈断裂及扩孔破坏,缩颈造成的塞块尺寸随着速下降而减小;锥形弹丸贯穿钢板主要表现为先经压缩和扩孔,最终造成靶板花瓣式穿孔破坏.

梯度压力分布活性材料准静态压缩特性

采用准静态压缩试验方法研究了梯度压力分布对活性材料力学特性的影响.实验结果表明,梯度压力分布活性材料失效强度较均一活性材料有提高,同时逆梯度压力分布活性材料具有最显著的功能梯度特性.梯度压力从失效行为角度分析,充分压缩的逆梯度压力分布活性材料呈蘑菇状渐变失效,出现多个失效应力峰值.从材料密度分布出发,揭示了活性材料多应力峰值压缩失效梯度压力机理.