基于DYNA的柔性钨芯弹丸侵彻钢板仿真分析

基于DYNA对不同初速度下的柔性钨芯弹丸侵彻钢板过程进行仿真实验,通过对钢板侵彻效果分析,得出弹丸侵彻过程应力变化云图以及弹丸侵彻过程速度变化和弹丸侵彻前后能量变化,为柔性弹丸实际应用提供理论依据。建立的仿真方法可用于指导柔性弹的优化设计、损伤效果评估以及斜侵彻钢靶相关问题的研究。

不同标距下CVD钨芯SiC纤维强度的Weibull分布

对用冷壁气相沉积制备的CVD钨芯SiC纤维的抗拉强度分布进行了研究。用环氧树脂将纤维粘结在纸夹中进行拉伸,标距分别为10mm,25mm和50mm。结果表明,CVD钨芯SiC纤维室温下的强度服从Weibull分布。10mm,25mm和50mm标距下的Weibull模数分别为6.03,5.23和4.36,Weibull模数随试样标距增大而减小。纤维强度平均值在标距长度为25mm时最大,50mm时次之,10mm时最小。

化学气相沉积法制备钨芯SiC纤维的装置和工艺

分析比较了两种不同类型化学气相沉积（CVD）法制备钨芯SiC纤维的反应器，提出了改进方法，设计了一种立式冷壁反应器，并对用CVD法制备钨芯SiC纤维的工艺进行了研究。运用扫描电镜观察了制备纤维形貌，并用weibull统计方法分析了纤维强度与其形貌之间的关系。结果表明，在不同的氢气流量和氮气流量比下，沉积速率均随沉积温度的升高而增大。总反应在较低温度区受表面反应控制，在较高温度区受质量传输控制。纤维的断裂强度大致可分为高、中、低3个区，CVD-SiC纤维的强度与其微观形貌有密切关系，缺陷的多少决定纤维强度的高低。

12.7mm钨芯脱壳穿甲弹穿甲威力分析

随着武器装备性能的日益提高,制式大口径枪弹已不能有效地侵彻现代的轻型装甲。于是,以对付新型装甲为目的的各种大口径枪弹如雨后春笋般出现。12.7mm钨芯脱壳穿甲弹就是其中比较突出的一种。本文就12.7mm钨芯脱壳穿甲弹穿甲威力进行分析。

复合细晶钨合金弹芯侵彻性能的数值模拟研究

为了更有效增强钨合金弹芯对装甲目标的侵彻性能,对复合细晶钨合金弹芯这种弹芯结构展开研究。运用LS-DYNA虚拟仿真软件对细晶钨合金弹芯和复合细晶钨合金弹芯侵彻装甲钢靶板的过程进行了数值模拟研究。通过比对不同速度条件下的侵彻深度和弹芯头部形状,分析复合弹芯内外层材料的不同分布和不同厚度比对其侵彻深度的影响。研究表明弹芯材料密度低于细晶钨合金弹芯的复合细晶钨合金弹芯方案在侵彻能力较好,且复合细晶钨合金残余弹芯头部越尖锐,越具有更大的侵彻深度。最佳复合弹芯为以95W为内层材料、93W为外层材料、厚度比为9∶1,该复合弹芯方案在不同速度条件下的侵彻深度均为最大。研究可为杆式脱壳穿甲弹钨合金弹芯设计提供参考。

钨丝集束复合材料穿甲弹芯穿甲过程的数值模拟研究

采用DYNA3D有限元程序,通过建立合理的计算模型,对钨丝集束复合材料穿甲弹芯及钨合金穿甲弹芯的穿甲过程进行了数值模拟研究。对模拟结果进行了对比分析,探讨了钨丝集束穿甲弹芯穿甲性能优于普通钨合金弹芯的原因,并对数值模拟结果进行了试验验证,为未来集束穿甲弹芯的设计与进一步研究提供了可靠的理论及实验资料。

注射成形钨合金弹芯材料的性能与组织特征

研究开发低成本钨合金的近净成形技术是钨合金的一个重要发展方向。针对直径较大(Φ20～25mm)的钨棒弹芯和钨环散弹弹芯材料的注射成形,对粘结剂进行一系列的改进。采用一种粘度适中、流动性好、流变稳定性好的油+少量蜡组成的新型半固态塑料体系粘结剂,和多组元低分子混合溶剂快速脱除注射坯中60％以上的粘结剂,再采用热脱脂脱除其余的粘结剂,然后烧结,制备了性能很高的钨环和钨棒弹芯材料。研究了弹芯材料的性能和组织特征。结果表明,由弹芯加工成的冲击试样断口和拉伸试样断口形貌呈显著的钨晶粒穿晶解理断裂。采用注射成形工艺可以得到具有较高综合力学性能的钨合金弹芯。对于大截面的钨棒弹芯,弹芯材料的拉伸性能、延伸率和冲击性能分别达到σ_b=965MPa,δ=23％,A_k=54.4J/cm^2。

钨纤维复合材料穿甲弹芯侵彻时的自锐现象

对钨合金穿甲弹和钨纤维/Zr合金金属玻璃基复合材料穿甲弹进行了靶场对比侵彻实验。穿甲弹侵彻过程中,钨合金弹芯头部形成蘑菇头、头部晶粒被径向压扁;钨纤维复合材料弹芯头部在侵彻过程中,发生了绝热剪切破坏,具有自锐行为,且在弹芯头部形成很薄的边缘层,仅在这层中金属玻璃基体破碎,钨纤维断裂,温度升高,质量消蚀。钨纤维复合材料穿甲弹的侵彻能力明显高于钨合金穿甲弹。

钨合金穿甲弹芯变形缺陷的产生形式和形成力学分析

在分析高比重钨合金弹芯挤压变形缺陷产生形式的基础上,利用钨合金变形体塑性区内的速度场分布,推导了变形钨合金弹芯形成内部破裂和表面破裂条件的力学判据,并绘制了两种变形缺陷的力学判据曲线图。试验结果表明,该力学判据将为合理制定液力挤压变形工艺参数、设计优化工模具结构、预测挤压变形缺陷和提高挤压制品质量提供重要的理论依据。

正六边形钢管约束混凝土靶边长对抗侵彻性能影响的试验研究

钢管约束混凝土在防护结构中具有广阔的应用前景。正六边形钢管约束混凝土靶具有优良的抗侵彻性能,其抗单发和多发打击性能明显优于半无限混凝土靶。为了研究钢管边长对抗侵彻性能的影响,进行了12. 7 mm钨芯穿甲弹(撞击速度600～836 m/s)侵彻不同边长正六边形钢管约束混凝土靶试验,得到了靶的破坏模式和主要损伤参数。结果表明:钢管边长对侵彻深度和侵彻阻力有较明显的影响,边长越小,侵彻深度越小,侵彻阻力越大;撞击速度约600m/s、钢管边长由66 mm减小到55 mm时,侵彻深度可减小约19%,侵彻阻力增大约17%;正六边形钢管约束混凝土靶的侵彻深度随着撞击速度的增大近似线性增加。

穿甲原理的新探索

提出了力学与热学相结合的穿甲新原理 ,供讨论。

杆式穿甲弹对多层间隔薄板横向破坏效应的研究

为改善杆式穿甲弹毁伤模式单一的现状,提出了一种将普通钨芯、易碎钨芯与含能破片结合使用的复合结构。通过组分调配和工艺控制使钨芯前段呈易碎特性,而中、后段保留普通钨芯的强度和韧性,并在易碎钨芯段装填含能破片。在含能破片释能反应能量与应力波的共同作用下,降低易碎钨芯发生破碎所需的冲击速度阈值,使其侵彻薄目标时能够充分破碎;利用含能破片释能反应时产生的冲击作用代替旋转稳定穿甲弹钨芯破碎时的离心力作用,增加易碎钨芯碎块的分散角度,从而扩大破坏范围;利用含能破片释能反应产物使密闭空间内的压力和温度骤增,强化对目标内部设备和人员的毁伤效果。通过试验对比了普通钨芯、易碎钨芯和复合钨芯对多层铝板的破坏效果。试验结果表明:复合钨芯不但具有对厚目标的侵彻能力,并且冲击薄目标时产生的碎块束破坏范围明显大于易碎钨芯,同时增加了爆燃毁伤功能,试验结果与设计目的相符。

定制杀手M-26

为＂虎＂而生M-26是二战时装备美国陆军的重型坦克,专为对付德军的＂虎＂式坦克而生。M-26代号＂潘兴＂,采用现代感十足的防弹车型,主炮威力和装甲厚度在坦克界首屈一指,机动性也明显优于＂虎＂式。＂潘兴＂于1945年1月投入实战,到二战结束时总共生产了1436辆。二战后,从＂潘兴＂还发展出了＂巴顿＂系列坦克,它们共同构成美国陆军装甲兵中坚力量长达50年。