两种钛合金半穿甲战斗部侵彻单层钢靶性能试验研究

选取亚稳态β型TB17和高损伤容限α+β型TC4-DT两种高韧钛合金材料,对2种钛合金材料在高应变率条件下动态力学响应特性进行测试分析,并应用125 mm火炮发射装置开展2种钛合金半穿甲战斗部侵彻单层钢靶性能试验研究。结果表明,作为半穿甲战斗部的壳体材料,应选择屈服强度与冲击韧性匹配性好的钛合金,其中更应关注钛合金材料的塑性变形能力和抗冲击韧性;随着侵彻着角的增加,侵彻单层钢靶过程弹体头部侵蚀量及径向墩粗程度更严重,不利于弹体保持侵彻强度及装药安定性。

加强筋位置对半穿甲战斗部侵彻多层钢靶性能影响研究

为了研究加强筋位置对半穿甲战斗部侵彻多层钢靶性能的影响,通过试验及数值仿真,研究了加强筋在弹体轴向不同位置处的2种半穿甲战斗部,以一定速度(710 m/s)、着角(20°)侵彻8层钢靶的弹道偏转、弹孔尺寸、余速的差异。研究结果表明:加强筋位置由弹尖向质心位置逼近时弹道偏转角减小、弹孔长轴减小、穿甲能力提升;弹道偏转角增量与靶间距呈正相关关系;弹道偏转角、侵彻余速、弹头侵蚀量及弹孔仿真结果与试验实测值最大偏差为8.82%,仿真与试验结果符合较好。研究结果可为半穿甲战斗部方案设计提供参考。

破甲战斗部模拟动破甲试验中人因可靠性分析

目的对破甲战斗部模拟动破甲试验中人因失误问题进行研究。方法基于人员认知可靠性(HCR)的分析方法,建立破甲战斗部模拟动破甲试验操作中的技能-规则-知识(SRK)人员认知模型,采用人员认知模式,确定重要响应动作及行为类型,运用人因失误概率计算方法,计算试验过程中的人因失误概率。结果得到了异常燃爆品销毁和引信保险解除是人因失误概率较高的2个高风险因子。最后分析了影响人因失误概率的因素,并给出了人因失误预防与控制方法。结论实际应用表明,人因失误概率计算准确,预防和控制方法有效。

破片战斗部打击轻型装甲车辆易损性快速计算

为了能够对战斗部打击下的目标易损性进行快速计算与分析,基于C++语言和Qt编程框架编制了目标易损性快速计算软件。针对破片战斗部打击轻型装甲车辆目标建立了相应的计算模型,计算得到了破片战斗部单次打击下的轻型装甲车辆目标毁伤情况,进行了爆点模式下的易损性分析。结果表明:所开发的快速计算软件计算物理毁伤的可靠性较高,可大大节约计算资源,缩短计算耗时;给定工况下打击目标车辆左右两侧时相对更易造成车辆更高等级毁伤程度。

战斗部头部形状对侵彻钢板影响的试验与理论研究

[目的]旨在探究战斗部头部形状对其侵彻匀质金属板性能的影响。[方法]利用92 mm滑膛炮发射平头型战斗部和尖头型战斗部侵彻Q345B与921A钢材料的靶板,通过测速靶网以及高速摄像方法对战斗部侵彻钢板前后的速度进行测量,分析侵彻靶板后战斗部与靶板的毁伤模式,从而建立起不同头部形状战斗部侵彻下的理论评估方法。[结果]结果表明:战斗部头部形状对侵彻靶板后的毁伤模式以及对不同类型钢板的等效换算均具有重要影响;尖头型战斗部对靶板的毁伤以花瓣型为主,平头型战斗部以剪切冲塞为主;与贝尔金公式相比,采用改进Thomoson公式计算战斗部侵彻靶板后的剩余速度所得结果与试验结果吻合更好。[结论]所提方法及结果可用于后续对战斗部穿甲性能的评估,并可为后续大质量战斗部侵彻金属板研究提供相关依据。

不同头部形状半穿甲战斗部侵彻薄钢板数值模拟

为研究头部形状对半穿甲战斗部侵彻性能的影响,运用ANSYS/LS-DYNA对不同头部形状半穿甲战斗部侵彻薄钢板进行数值模拟,并分析着角与攻角对3种不同头部形状半穿甲战斗部剩余动能与弹体偏转的影响。结果表明:垂直侵彻时,卵头弹与尖头弹侵彻性能优于钝头弹,而钝头弹能使靶板产生更大的变形;斜侵彻时,着角与攻角会使弹体发生偏转,尖头弹与卵头弹侵彻性能随着角的增加而降低,钝头弹呈先增大后减小趋势,同时小角度的攻角有利于提高弹体的侵彻性能且对弹体偏转有一定的修正作用。以上结论对半穿甲战斗部头部设计、着靶姿态的确定具有一定的参考价值。

药型罩加工精度对破甲战斗部威力影响的研究

药型罩的加工精度是影响破甲战斗部破甲深度的一个重要因素。通过理论分析,研究了药型罩加工精度对射流性能的影响,同时利用ANSYS/LS_DYNA软件建立了具有不同加工误差的药型罩及相应的战斗部模型,并进行了一系列的数值模拟。结果表明,药型罩加工误差的存在会影响射流性能,而且破甲威力随着药型罩加工误差的增大而下降,为研究破甲战斗部破甲深度问题提供参考。

爆炸反应装甲运动规律的数值仿真及研究

本文采用LagrangeAutodyn 2D程序 ,计算仿真实际尺寸的一代爆炸反应装甲盒 (REA)在起爆后各飞板的运动规律以及相互作用的特点。仿真和实验结果表明上下飞板和面板的速度相一致 ,上飞板与面板碰撞后将断裂 ,在上飞板和下飞板之间有一空间可使主级装药射流无干扰通过 ,串联战斗部具有较小的延时时间 ,最佳的着靶姿态和较小的干扰因素。

穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室内爆炸毁伤效应研究

为了研究穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室的毁伤效应,运用有限元软件ANSYS-DYNA进行舱室内爆炸仿真。分析了爆炸载荷作用下主舱和后邻舱舱内流场分布、压力变化及其破坏模式,评估了穿爆战斗部装药对组合舱室的毁伤效果。两级装药爆炸产生的冲击波相互作用,提高了主舱室内的冲击波峰值和准静态压力值,增强了对主舱室的毁伤能力,能够实现对舰艇组合舱室的高效毁伤。研究结果为舰艇组合舱室毁伤评估提供了参考。

超音速半穿甲弹丸壳体结构实验研究

本文对超音速半穿甲弹丸的壳体结构进行了实验研究,采用相对运动的方法使炸药驱动飞板碰撞静止的弹丸。应用闪光X光摄影技术观测“弹-靶”碰撞时刻的变形及穿甲过程。实验结果表明,截卵形弹丸在M=2～3的碰撞速度下,弹丸壳体在“头-柱”过渡区最大变形率约2.5～4.4％,其综合性能比本文选用的其它弹形均好。

基于数值仿真的破甲弹毁伤某型装甲装备研究

采用基于有限元数值仿真的评估法开展破甲弹对某型装甲装备毁伤的仿真研究。阐述了破甲弹威力场数值仿真模型的建立,采用二-—三维映射技术进行射流形成分析;采用三维建模技术,基于对装甲装备部件级的建模,建立了高分辨率的装甲装备易损性模型;通过弹目交互作用分析,建立了弹目交会空间关系模型,根据破甲弹毁伤元特性,结合装甲装备部件毁伤判据,确定了部件的毁伤情况及装甲装备的毁伤等级。

间隔靶板对破甲战斗部威力影响的数值模拟

为研究占据有效炸高的间隔靶板放置位置对破甲战斗部威力的影响,通过理论分析,研究了间隔靶板对破甲深度的影响。同时,利用ANSYS/LS_DYNA软件建立破甲战斗部模型及间隔靶板模型,并进行了一系列的数值模拟。数值模拟结果表明,间隔靶板的存在极大的降低了破甲战斗部的威力,而且间隔靶板材料的塑性强弱及其放置位置对射流性能都有影响,对于此类靶板应放置于90mm的位置附近以减小不利影响,为研究破甲战斗部破甲深度问题提供参考。

不同倾角侵彻下半穿甲战斗部结构件受力仿真分析

利用有限元软件LS-DYNA建立了某型半穿甲弹战斗部模型,进行了在初始速度为300m/s,靶厚为34mm,倾角分别为0°、15°、30°、45°、60°条件下的侵彻数值模拟,对战斗部穿甲性能进行了研究,分析在侵彻过程中不同倾角对战斗部内部结构部件所受过载、应力及应力集中位置分布的影响。结果表明:小倾角侵彻时内部结构件所受最大应力随倾角的增大略有减小;大倾角侵彻时内部结构件所受最大应力随倾角的增大而增大,容易出现变形和失效,最终可能影响战斗部的整体功能。

反“反应装甲”新技术研究

从理论和实验两个方面探讨了反“反应装甲”的新途径──小聚能装药对反应装甲穿孔而不爆炸，从而排除了反应装甲干扰。初步找到了小聚能罩材料即低声抗材料和易断裂射流的材料。计算了新材料的射流参数、冲击压力，产生了半经验的射流侵彻钢板的临界速度模型，通过实验进行了对比，并对穿孔而不爆炸进行了检验。对改进串联装药和对单级装药反“反应装甲”设计具有重要参考价值。

基于OpenGL的战斗部结构可视化系统

该文首先建立三种不同头部形状的半穿甲战斗部特征模型 ,通过这些模型能够实现战斗部参数化设计 ,然后结合OpenGL技术 ,分析了半穿甲战斗部可视化系统的设计和实现 ,包括可视化系统的总体框架和可视化建模技术 ,特别给出了旋转结构体的可视化建模技术。最后 ,利用数值积分方法 ,对半穿甲战斗部的特征参数进行计算 ,其特征参数主要包括壳体和炸药的质量、质心和体积。并实现了系统可视化 。

反钢筋混凝土串联聚能装药技术研究

根据钢筋混凝土目标的特点,提出了一种高速杆流与低速杆流相结合的新型串联聚能装药结构。利用有限元软件分别对前级装药、后级装药的成型过程进行了数值仿真。在此基础上开展了系列串联聚能装药毁伤钢筋混凝土目标的静破甲实验。结果表明:该串联装药可有效提高对钢筋混凝土目标的毁伤能力,能起到对钢筋混凝土的扩孔作用。实验和数值仿真计算结果都表明该串联装药在对付钢筋混凝土、机场跑道、多层间隔靶等反硬目标串联型战斗部中有较好的应用前景。

着靶姿态对半穿甲战斗部穿甲过程的影响

利用LS-DYNA对半穿甲战斗部着靶时不同着角和攻角对穿甲过程的影响进行研究,进行了在着靶速度为2 Ma,靶厚为50 mm,着角、攻角分别为0°、10°、20°条件下的侵彻数值模拟。仿真结果证明,着靶时着角、攻角均对穿甲过程产生影响,且攻角的影响更大。

截锥形空心弹体侵彻薄靶板的数值模拟

运用非线性动力学有限元软件LS-DYNA，开展了截锥形弹体在速度为0．6～2．3Ma范围的正穿甲和45°斜穿甲的数值模拟。靶板在弹体正撞击和低斜角撞击时，在各种速度下均为向前的花瓣型破坏。在高斜角低速撞击时，靶板出现向前的花瓣失效；在高斜角高速撞击时，靶板的花瓣部分向前，部分向后．其近着靶方向的花瓣向前，而远着靶方向的花瓣向后翻转。在不同速度下弹体斜侵彻靶板时，在较低速度下弹体在侵彻后其轴线与靶板的夹角增大，而在高速时其夹角减小。

航母甲板侵彻效应的数值仿真模型研究

采用数值仿真方法,建立半穿甲战斗部对航母甲板侵彻效应的数值仿真计算模型;确定了材料模型及参数;结合相关试验数据对模型进行验证。结果表明,在选取的6个正侵彻算例和3个斜侵彻算例中,弹丸穿过靶板后的剩余速度与相关参考文献中的相应实验测定值之间的最大相对误差和平均相对误差分别为6.81%和2.37%,且计算得到的破坏模式与实验结果相一致,验证了模型的有效性。该模型可应用于半穿甲战斗部侵彻航母甲板的毁伤效应研究。

半穿甲弹丸对加筋靶板侵彻的终点弹道的实验和理论研究

以舰船典型筋板结构为目标,设计了带加强筋的结构靶,并用模拟实验弹体,对单层带加强筋的结构靶进行了斜侵彻实验,通过天幕靶和高速运动分析系统的测量,得到了两种倾斜着靶条件下不同着靶位置的靶前、靶后弹道参数;通过对靶板破坏结果的分析,得到实验弹靶条件下加强筋结构靶的破坏模式。在现有弹丸侵彻均质靶板理论的基础上和一定假设条件下,得到弹丸对加筋结构靶侵彻的终点弹道理论计算模型,弹丸过靶后剩余速度的理论计算结果与实验结果基本一致。