弹头形状对侵彻多层靶弹道的影响

为了提高侵彻弹斜侵彻多层混凝土靶过程弹道稳定性,提出了头部刻槽形弹体结构和尖卵形弹体结构设计。基于LS‑DYNA软件开展数值模拟计算,并进行了两种弹体侵彻10层混凝土靶试验。研究表明:在侵彻单层混凝土薄靶的过程中,随初始攻角增大弹体姿态偏转角度增大,刻槽形弹体相对尖卵形弹体姿态偏转相对较小。对比侵彻10层混凝土靶试验结果,刻槽形弹体相对尖卵形弹体可显著减少弹体偏转姿态,具有较好的侵彻弹道稳定性。

弹头形状与界面强度对侵彻过程的数值仿真

研究B4C陶瓷复合防弹靶是轻质防护工程优化问题,传统应用陶瓷对变形和强度缺乏定性分析。为准确选复合板陶瓷种类,采用数值仿真对抗弹性能分析方法,对弹头形状、层间接触方式和层间界面强度对B4C陶瓷复合靶抗弹机制的影响进行数值分析。在LS-DYNA软件中用Lagrange算法进行仿真,结果表明,陶瓷复合靶板抗平头弹的穿透能力要优于圆头弹。层间采用不同的界面接触方式对结果有影响,提高靶板间界面强度可提高陶瓷复合靶抗弹性能,可以为实验设计提供参考。

弹头形状对刚性动能弹丸垂直穿透钢板的影响

为了研究弹头形状对穿甲性能的影响,对直径20mm的刚性动能弹丸垂直穿透12mm厚度的Weldox 460E钢板进行了数值模拟。保持弹丸的质量和直径不变,锥头弹丸的锥角θ变化范围为10°~180°,卵头弹丸的曲径比ψ变化范围为0.5~4.0,考虑摩擦效应,研究了177~500m/s速度范围内弹头形状的变化对靶板弹道性能与破坏模式的影响。研究结果表明:锥头弹丸的锥角变化对靶板的弹道极限速度有明显影响,当锥角增加到大于临界锥角时,靶板的破坏模式从延性扩孔破坏转变为冲塞破坏;ψ≥3.0时,卵头弹丸的曲径比变化对靶板的弹道极限速度有明显影响,ψ≥1.0时,靶板的破坏模式均为延性扩孔破坏;弹头的尖锐程度越大,摩擦效应的影响越大。

侵彻过程中弹头形状对PBX炸药损伤的影响

侵彻过程中,弹体头部形状会对内部装药的力学性能产生较大影响。文中基于内聚裂纹模型,编写了PBX炸药的自定义材料模型,利用有限元软件LS-DYNA进行了缩比弹侵彻混凝土的数值模拟,计算得到了PBX炸药的损伤演化过程。通过单元裂纹宽度、裂纹含量等关键参数,分析了尖卵形弹头曲径比对装药动态损伤的影响。结果表明,尖卵形弹弹头形状的变化对装药动态损伤影响较大,控制弹头曲径比有利于减小装药损伤。

弹头形状对混凝土贯穿过程影响的数值模拟

用梁-颗粒模型BPM^2D对卵形头和平头动能弹贯穿混凝土平靶的过程进行数值模拟，给出贯穿过程中混凝土内部速度场的变化情况及混凝土的破坏区域。梁-颗粒模型BPM^2D是在离散元法基础上，结合有限元法开发的二维数值计算模型。在模型中用3种类型粱单元形成混凝土数值试样，每种类型梁单元的力学性质均按Weibull分布随机赋值以模拟混凝土细观结构的非均匀性，同时梁单元的强度随应变率不同而变化。基于计算结果，分析了弹头部形状对贯穿过程的影响。卵形头弹的贯穿过程是一种刺穿性模式，而平头弹是挤凿性模式。贯穿同样的靶板，平头弹的能耗高于卵形头弹，残余速度小。通过将卵形头弹的计算结果与试验数据相比较，表明梁-颗粒模型可有效应用于计算和模拟脆性材料动态破坏问题。

杆式穿甲弹头部形状对威力的影响

杆式穿甲弹头部形状对威力有直接影响．通过模拟实验，得到了对不同结构靶板侵彻较为有效的弹体头部结构，可供杆式穿甲弹头部形状设计参考．

弹头部形状对侵彻影响的数值模拟研究

采用MOCL(Markoncellline)分界面跟踪算法,用二维多流体网格法的欧拉程序,对卵型头和平头动能弹侵彻混凝土平靶的过程进行了数值模拟研究,给出了侵彻过程中的物质变形情况及对应的破坏区域。基于计算结果,分析了弹头部形状对侵彻的影响。得出卵形头弹体的穿透过程是一种刺穿性模式,对靶孔周围破坏区域呈现出两头大、中间小的M型;而平头弹体则是一种挤凿性模式,对靶孔周围破坏区域较小。穿透同样的靶板,平头弹的侵彻耗能比卵形头弹侵彻耗能大,剩余速度小。

考虑弹头形状变化的长杆弹侵彻半无限金属靶的三阶段2D理论模型

本文借助数值模拟手段,通过建立不同初始弹头形状的长杆弹侵彻计算模型,分析了弹头形状对长杆弹高速侵彻的影响,结合头形因子和头杆径比两个无量纲参数,定量地描述了弹体头形在初始瞬态阶段、准定常侵彻阶段以及次级侵彻阶段的变化规律,分析了弹头质量在各阶段的侵蚀速率.研究表明:弹体头形因子、头杆径比及弹体质量侵蚀速率在不同阶段表现出明显的区别,即初始瞬态阶段及次级侵彻阶段为非定常变化、准定常侵彻阶段为定常变化;同时指出了弹体质量损失与弹体头形变化之间的联系,借助于各阶段的不同弹体头形因子和头杆径比,进一步建立了钨合金长杆弹高速侵彻钢靶的三阶段2D理论模型,研究结果可为长杆高速侵彻理论模型的完善提供参考.

弹体对超高性能混凝土侵彻深度的研究

为了评估超高性能混凝土(UHPC)的抗侵彻性能,对UHPC靶板进行了侵彻试验与数值模拟。首先,利用Φ35 mm火炮对抗压强度为160 MPa的UHPC靶板开展了216~345 m/s速度下的弹体侵彻试验,结果表明:随着弹体速度的增加,侵彻深度与开坑直径皆有明显增加。随后在数值模拟过程中,确立了UHPC的RHT材料模型参数,为了验证材料模型的有效性,采用单轴压缩与霍普金森压杆试验结果对三维有限元模型进行了验证,模拟结果与实验结果吻合良好,表明参数选取科学合理。最后,对弹体侵彻UHPC的过程进行数值模拟,参数化分析了UHPC抗压强度、弹体质量、侵彻速度、弹径、弹头形状对UHPC侵彻深度的影响,并据此推导出弹体对UHPC侵彻深度计算公式。

弹丸头部形状对弹道偏流现象的影响

外弹道方程表明弹丸阻力对弹道偏流存在影响.由于弹丸头部形状对弹丸阻力影响显著,为探究弹丸头部形状与弹道偏流现象之间的关系,通过理论分析,数值计算,试验验证的方法对弹丸头部形状与弹道偏流现象的关系进行了研究.结果表明,弹头形状越尖锐,弹丸的偏流程度越小,该结论可为弹丸的头部形状设计提供参考.

弹丸头部对斜侵彻弹道偏转影响研究

通过对不同头部形状与组合材料的弹头对中厚钢靶的斜侵彻弹道对比研究,获得了尖卵形、截卵形与内凹截卵形,以及不同截卵位置、弹头长度和头部组合材料弹头对斜侵彻中弹道偏转的影响规律和侵彻过程中受到偏转力矩的变化规律。计算结果表明:截卵形弹弹道偏离角小,抗弹道姿态劣化的能力强,侵彻弹道相对稳定性好;弹头前端复合高密度、高硬度钨合金材料的弹丸侵彻能力强,弹道偏离角小。基于弹道侵彻过程偏转力矩与偏转角的时空演化特点,获得斜侵彻弹道偏转关联性。通过正交试验得到了影响弹道偏离角由大到小的因素分别为:弹头形状、弹头材料和弹速。研究结果可为低速弹丸与金属靶的斜侵彻弹道分析和弹丸头部设计提供一定帮助。

刚性弹体对素混凝土厚靶侵彻响应的LDPM数值模拟研究

基于一种新的细观离散元模型Lattice Discrete Particle Model(LDPM),该研究建立了刚性弹侵彻素混凝土厚靶的数值仿真模型。对LDPM基本假设和细观模型构建简单介绍,结合三轴压缩响应曲线,对23 MPa强度素混凝土进行LDPM参数标定。通过对比弹体减速度和侵彻深度试验值,验证数值模型对于混凝土厚靶侵彻问题的适用性。LDPM模拟弹体恒定速度侵彻混凝土厚靶,获得侵彻行程中侵彻阻力变化曲线,结合Forrestal阻力公式得到靶体静态阻应力。仿真结果表明,尖卵形弹头不同CRH值以及侵彻速度对靶体静态阻应力基本没有影响;弹径为最大骨料直径3倍、6倍和8倍的弹体受到靶体静态阻应力分别为260 MPa、175 MPa和163 MPa。该结果对混凝土侵彻缩比实验研究具有重要的实际工程意义。

基于正交实验的弹丸高速侵彻金属装甲数值分析

设计了四因素四水平的正交实验,四因素分别为:弹头形状、靶板厚度、入射速度、入射角度。分析了弹丸侵彻Weldox 460E装甲钢板过程中各因素对抗弹性能的影响,提出了以弹体剩余速度ΔV和弹体剩余动能ΔE为靶板抗侵彻性能评价指标,并获得各因素对试验指标的影响程度。实验结果表明:以弹体剩余速度为评价指标,影响侵彻过程的最大因素为弹头形状,以弹体剩余动能为评价指标,影响侵彻过程的最大影响因素为入射角度。

应力集中在攻坚战斗部中应用的可行性分析

为了使攻坚战斗部在侵彻过程中能有效降低侵彻过载且提高侵彻深度,在卵形弹头部增加具有应力集中特性的结构体;利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件数值模拟弹体对钢靶板的侵彻过程,得到穿透残余速度和侵彻过载,并与常规锥形和卵形弹体相比较。结果分析表明,应力集中弹体较常规弹体能有效提高侵彻深度并能更好的降低过载,为装药安定性等提供保障,验证了应力集中在攻坚战斗部中应用的可行性。

弹体高速侵彻混凝土靶侵彻效率影响因素分析

为研究弹体高速侵彻混凝土靶体时,最大侵彻深度随弹体撞击速度的变化规律,定义侵彻效率为侵彻深度与速度的比值。针对一定的弹靶系统,通过实验数据和数值仿真研究了最大侵彻效率对应的弹体特征撞击速度。弹体撞击速度对侵彻效率的影响呈抛物线分布。随着速度的提高侵彻效率先增大后减少。侵彻效率达到极值前,随着速度的增大侵彻深度增加幅度很大。当最大侵彻效率对应的特征撞击速度增加约5%时,侵彻深度和侵彻能力最高。混凝土单轴抗压强度、弹头部形状系数、弹体长径比、弹体材料的强度及机械性能对侵彻效率的影响较大。

某型反坦克导弹系列化设计气动性能的研究

应用FLUENT商业软件,对某型反坦克导弹在不同攻角和马赫数下的气动参数进行了计算,得出了导弹的升力系数、阻力系数、压心系数以及滚转力矩系数,将气动参数计算结果和风洞试验数据进行了对比。并根据该型导弹系列化应用场景,从翼片位置、弹头形状、弹长变化以及前置小翼4个方面对导弹气动参数进行了计算,分析了不同改型设计下导弹气动参数变化规律。结果表明,气动参数结果准确,能够为该型号导弹系列化气动外形设计提供参考。

射弹冲击下带预裂槽金属靶的防护性能研究（英文）

采用弹道实验和数值模拟的方法研究了带环形预裂槽的金属靶在射弹冲击下的毁伤模式和防护性能,分析了弹头形状、预裂槽直径及深度等因素对靶板防护性能的影响。结果表明:对带有环形预裂槽的金属靶板,存在两种主要毁伤模式,即环形槽内部的侵彻和环形槽底的冲击断裂;临界毁伤速度与毁伤模式密切相关,随着环形槽深度的增大或半径的变小,临界毁伤速度变小;与尖头弹相比,平头弹的临界毁伤速度更小;微观分析表明,在射弹冲击作用下,环形槽底部产生绝热剪切带,更容易形成充塞剪切破坏。

高速侵彻混凝土靶过程中耦合融化与切削机制的弹体质量侵蚀模型

本文开展了初始撞击速度为1325.0 m/s∼1425.0 m/s范围内的卵形弹体侵彻混凝土试验.获取了弹体的侵彻深度及质量损失等试验数据,并对侵彻试验后的剩余弹体进行了回收.通过对剩余弹体不同部位切片和外表面的微观观测,分析了弹体质量侵蚀的内在机理.结果表明,卵形弹体高速侵彻混凝土过程中的质量侵蚀现象是多种机制耦合造成的.基于空腔膨胀理论和微观试验中观测得到的两种主要侵蚀机理,建立了计及质量侵蚀的弹体侵彻理论模型.理论模型预测的弹体侵彻深度、质量损失率和弹头形状变化与本文试验及前人试验结果吻合较好.

美研制出超空泡子弹

2016年4月，经过为期十年的研制，美国DSG技术公司投产了超空泡多环境弹药，最终可能装备多达10个北约成员国。该弹采用了Cav-X技术，其空泡弹芯以超过100米／秒的速度入水后，由于特殊的弹头形状，会造成弹芯后方压力骤降，在四周形成超过弹丸大小的气泡，明显减小阻力并保持稳定弹道。

核心造型可以掩盖细节的不足

每一款设计能否吸引人都取决于它是否有一个非常独特的视觉核心要素。这款车在前端化成子弹形的挡风玻璃就是这样一种要素。首先这个要素的造型必须是与众不同的，先不说好不好看，弹头形状的风挡肯定让人过目不忘；