舰炮半穿甲模拟弹对金属靶板斜侵彻研究

舰炮作为打击海上、空中和岸上目标的主要武器之一,半穿甲弹的侵彻能力是评价其弹药毁伤能力的重要一环,而开展实船射击实验成本高、机会少。为研究舰炮半穿甲弹倾斜侵彻金属靶板的侵彻能力,参考美军MK-45舰炮使用的奥托·梅莱拉127 mm弹药设计半穿甲模拟弹,采用实验、数值仿真与经验公式相结合的方法分析靶板破环模式、破口尺寸。实验结果表明,在45°和60°两种靶板倾角、385 m/s和500 m/s两种着靶速度情况下,半穿甲模拟弹对12 mm厚E36钢板具有足够的侵彻能力,模拟弹对靶板侵彻的破坏形式为冲塞破坏,破口尺寸平均为弹直径的1.25倍。仿真结果表明:剩余速度、破口形状与实验结果吻合;Thor公式的计算结果与实验结果较为接近,经过参数优化后实验、经验公式与仿真得到的剩余速度误差不超过10%。

四棱锥结构尺寸对间隙装甲抗侵彻性能的影响

本文设计一种可使弹道偏转的含四棱锥/尼龙结构间隙装甲,并通过弹道冲击实验测试不同结构靶板的抗侵彻性能。实验表明,四棱锥靶板具有较好的弹道偏转效果。通过数值仿真的方法建立组合间隙靶板的有限元模型,研究四棱锥朝向、四棱锥的底边尺寸及坡度对间隙装甲抗侵彻性能的影响。结果表明:四棱锥为迎弹面的间隙装甲抗侵彻性能优于四棱锥为背弹面的间隙装甲;间隙装甲抗侵彻性能受弹体侵彻四棱锥的深度以及四棱锥坡度2个因素影响;四棱锥坡度i=6/7的间隙装甲抗侵彻性能最好。

纤维背板结构对B_(4)C陶瓷复合装甲抗侵彻破碎特性的影响

以碳化硼陶瓷作为前置抗弹面板,以碳纤维T300、UHMWPE和Kevlar高性能纤维板的不同组合作为其复合背板,利用12.7 mm穿甲燃烧弹对不同结构的陶瓷/复合背板进行弹道冲击实验,通过回收破碎的弹体与陶瓷碎块,进行多级筛分称重,分析不同背板对应的陶瓷复合装甲的碎块分布规律与抗弹性能。研究表明:在陶瓷与纤维背板之间添加一层碳纤维板可以显著改善复合装甲的抗弹刚度梯度,提高整个抗弹靶板的结构刚度,进而改善弹体与整个面板之间的应力波传播形式,延长陶瓷锥体形成后与陶瓷面板脱离的时间和应力波在整个陶瓷面板内传播的作用时间,从而降低陶瓷面板内部拉伸波造成的拉伸断裂,延长弹体的驻留现象。利用Rosin-Rammler分布模型对陶瓷与弹体的碎块形式进行表征,结果表明:分别将一半厚度的UHMWPE纤维板和Kevlar纤维板替换为碳纤维背板,其陶瓷面板的半锥角分别增大了2.05%和4.20%,碎裂区整体平均特征尺寸分别下降了16.92%和42.96%;加入高抗弯强度的碳纤维作为复合装甲的中间过渡层后,背板的破坏形式改变,充分利用了纤维背板的高抗拉强度,从而提高整体复合装甲的抗弹性能。

导模法生长大尺寸蓝宝石板材技术取得重要突破

蓝宝石晶体具有高硬度、高机械强度,且在紫外-可见波段优异的透过率,是优秀的红外窗口和透明装甲材料。导模法生长的蓝宝石板材尺寸和形状接近“近净型”,将加工的成本降到极低。南京同溧晶体材料研究院有限公司近期采用导模法成功生长出尺寸为415 mm×810 mm×12 mm的蓝宝石单晶板材。

仿生结构陶瓷金属复合板抗冲击性能数值研究

复杂组合形式的仿生结构往往具有比单一结构更为优异的性能,为了探索仿生结构陶瓷金属复合板的抗冲击性能,建立了陶瓷金属复合板模型,考虑了砖砌式与龟甲式仿生结构,分别模拟了传统陶瓷金属复合板与仿生结构陶瓷金属复合板受弹体高速冲击的过程。通过对比侵彻各结构复合板后的弹体残余速度,得到了仿生结构陶瓷金属复合板在抗冲击性能上要优于传统陶瓷金属复合板的结论,并进一步通过对比分析了侵彻过程中的弹体剩余速度、陶瓷板损伤情况以及各层板能量损耗结果,分析结果表明:仿生结构较传统结构有局部更为严重的裂纹损伤,并且底层陶瓷板具有更大的陶瓷损伤锥角;仿生结构较传统结构的各层板耗散了更多的能量并且延长了弹体的有效侵彻时间;黏接层能够进一步抑制仿生结构的裂纹扩展和损伤范围。

地雷爆炸载荷下防爆复合结构的动态响应研究

在现代城市巷战及未来战争中,地雷和简易爆炸装置(IEDs)将对装甲车辆构成严重威胁.传统的车辆底部防爆结构设计需要进行大量试验,成本高昂且准备周期长,因此防爆结构抗地雷仿真计算成为目前研究的重点.本文建立了三种防爆复合结构的有限元模型,通过LS-DYNA软件的ALE方法模拟地雷爆炸载荷作用下不同结构参数设置的防爆复合结构的动态响应,获得后效板中心点变形的位移-时间曲线.开展了防爆复合结构台架试验,测量后效板中心点的变形量并与有限元仿真结果进行对比,结果表明,后效板中心点最大塑性变形的仿真结果与试验结果误差均小于20%,可以通过有限元仿真进一步预测地雷爆炸载荷作用下后效板的塑性变形,提高防爆结构设计的工作效率.

明代布面甲甲身的研究

中国甲胄经历了数千年的演变,见证了朝代的兴亡交替和社会的发展,蕴含丰富的民族智慧与文化,是中华文化集成的重要组成部分。明代甲胄被称作中国历史上最经典、最华丽的巅峰,面对火药武器的崭露头角,新型甲(轻型甲)即复合型材料铠甲逐渐登上历史舞台,其中,布面甲凭借其可御敌御寒、以柔克刚且制作简便等优点成为明代军队的主流装备。文章主要研究布面甲甲身,对其结构、种类等进行剖析与概括,以期为中国甲胄文化研究提供参考。

计算机辅助设计数字化三维成形钛网修补颅骨缺损

目的探讨利用计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术进行个性化塑形颅骨缺损修补术的临床价值。方法2007年6月～2008年6月，选择笔者所在医院颅骨缺损患者20例作为计算机辅助设计组，其中男性12例，女性8例，年龄20。57岁，平均年龄33岁。术前将其颅骨缺损前后CT数据在计算机上分别进行三维重建，采用颅骨缺损部位的三维几何模型数据．应用人工智能技术，设计补片几何形状，制作出凸凹2个模具，利用模具将颅骨修补材料钛网压制成形，用成形好的钛网修补颅骨缺损。另选20例颅骨缺损患者作为对照组。结果塑形、麻醉及手术操作时间明显减少，术后无一例出现因塑形欠佳造成的并发症，复查头颅CT修复以后的颅骨形状与原颅骨形状完全一致。结论颅骨缺损修补手术应用CAD／CAM技术塑形颅骨修补材料实现了个体化配置修补颅骨缺损，使患者颅骨修补后头颅形状最大限度恢复生理原貌，患者满意度100％。此方法重复性强，具有一定的创新性和实用性，值得在临床大力推广。

B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力进行了数值模拟,对比分析了数值模拟结果与试验结果之间的异同,数值模拟结果表明采用Johnson-Cook本构模型能够较好地模拟金属类延性材料在强动载荷作用下的物理力学特性.进一步采用数值分析方法对不同厚度的B900FD-1型防弹钢板进行了侵彻模拟,得到了500 m/s子弹撞击速度下钢板的极限设计厚度.

混凝土构件粘钢补强质量的红外热像检测方法

文中首次提出采用红外热像技术检测粘钢加强层与混凝土界面之间缺陷的方法,对钢板脱粘情况进行了红外检测。准确测定了缺陷的位置、形状和大小。试验结果表明,该方法具有较高的精度,且测试方法快速简便。此外本文还讨论了检测条件和测试机理。

装甲钢自然环境试验与人工加速试验的相关性

对某型装甲钢在酸雨大气环境下自然暴露与人工模拟加速试验的相关性进行了研究。利用腐蚀机理对比、Spearman秩相关系数、灰色关联度、加速转换因子等方法进行了相关性的定性定量评价。评价结果表明模拟加速试验与自然环境暴露试验有较好相关性。

混凝土中钢筋锈蚀层力学性能的初探

运用半干通电加速锈蚀的方法,确定了钢板在不同锈蚀率条件下的本构关系,初步建立起锈蚀率和弹性模量之间的定量关系,为进一步研究腐蚀后混凝土结构的力学性能打下基础。

计及弹型对防弹钢板抗侵彻能力的数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力进行数值模拟。对比数值模拟结果与试验结果,表明采用塑性随动强化模型和Johnson-Cook模型能够较好地模拟子弹对金属类延性材料的侵彻能力。进一步采用数值分析方法分析了弹型、弹速及弹的长径比对钢板的侵彻能力的影响。

装甲钢/芳纶复合材料抗爆震性能研究

采用圆形炸药设计了平面波发生器,研究了不同结构的装甲钢/芳纶复合材料对冲击波的衰减效果。试验结果表明,在装甲钢上加装纤维复合材料板可提高其抗爆震性能,当材料按照波阻抗减小的顺序进行排列时,可更有效衰减冲击波,具有多层结构的材料比双层结构材料的衰减效果更优。

汽车用钢板电阻焊焊接专家系统开发

利用C#语言和ACCESS数据库,开发了汽车用钢板电阻焊焊接专家系统,该系统由数据库系统模块、专家系统功能模块、焊接接头结构设计、金相组织显示功能等主要模块组成。通过获取优化后的电阻焊焊接知识(包括数据、经验和技术指标)与一定的数学模型,对所面临的问题作出结论,具有人工智能功能。汽车用钢板电阻焊焊接专家系统与上海交运集团公司的生产经验结合,采用新型的数学模型解决了目前存在的推理简单问题,能够实现试验数据、经验数据、统一标准的焊接工艺参数及设备、焊接结构及被焊材料等方面的查询、添加、删除等动态操作,大大提升汽车用钢板电阻焊焊接工艺参数设计及管理水平。

坦克动力舱装甲板红外辐射温度计算分析

建立了坦克动力舱装甲板温度场数值计算模型,针对坦克动力舱装甲板的红外特性进行了理论计算。采用耦合计算方法计算了装甲板的温度场,通过装甲板和空气双向耦合换热计算,并考虑太阳辐射对装甲板温度场的影响,预测了装甲板温度场分布和辐射强度分布。动力舱装甲板温度场的计算结果与测试结果的相对误差小于9.034%,基本满足工程设计的需要。研究结果表明,动力舱顶装甲板是主要辐射源,排气百叶窗和排气管附近顶装甲板是坦克的红外辐射特征明显区域。

粘贴CFRP与粘贴钢板复合加固混凝土梁正截面承载力分析

本文首先提出采用粘贴CFRP与粘贴钢板复合加固以提高混凝土受弯构件的正截面承载力,利用弹塑性力学的基本原理,对复合加固混凝土梁的正截面承载力进行理论分析和推导。建立了实用的理论计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好。

加固后并行钢板梁桥的疲劳寿命分析

采用实用空间理论分析方法 ,解决了铁路桥中并行钢板梁桥横向加固后的力学分析问题 。

扒渣机机构的动态稳定性分析及其优化

介绍了扒渣机的基本原理 ,运用结构动力学相关理论对机构进行分析 ,对存在的一些问题从振动的角度进行研究 ,从而找到解决扒渣机工作过程中响应慢、颤动等现象的分析方法 ;并对其动态参数进行了优化。

N形装甲板抗穿甲弹侵彻性能数值模拟

面向军用车辆弹道防护需求,针对一种由孔板、斜板和基板组成的N形结构装甲板,进行了其抗7.62 mm穿甲弹侵彻性能的数值模拟分析。在验证数值模拟方法有效性的基础上,仿真了子弹对N形装甲板的侵彻过程并分析了其特殊的抗弹机理;研究了弹着点位置对装甲板抗弹性能的影响,结果表明,弹着点位置的不同会导致穿甲弹的侵彻路径和剩余速度的差异;通过对比贯穿3种构型孔板后弹体的偏转角度和完整性,发现锥形孔板对弹体姿态的改变和破坏更大;通过多组仿真得到了锥形孔N形装甲板的弹道极限。结果表明,与等质量均质钢板相比,锥形孔N形装甲板的弹道极限提高了12.5%。