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。

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。

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。

半穿甲战斗部对舰船目标的侵彻毁伤数值仿真

基于Ansys有限元分析软件进行仿真计算,以半穿甲战斗部为研究对象,研究半穿甲战斗部在不同条件下对舰船目标的侵彻毁伤情况。针对弹体侵彻液舱有限元仿真的有效性进行验证,研究弹体在不同初速度及不同攻角情况下对舰船的毁伤情况。基于弹体的变形程度判断弹体的安定性是否满足要求,得到肯定的仿真结果。从而完成对半穿甲战斗部对舰船目标侵彻毁伤的威力分析。

半穿甲战斗部对不同结构形式板架侵彻效应

针对半穿甲战斗部高速侵彻不同结构形式舰船板架时,弹体侵彻能力和引信加速度响应规律认识不清的问题,采用数值模拟的方法研究弹体侵彻等效钢板、单一加筋板和十字加筋板的力学响应和过载特征,分析不同板架结构的毁伤效果和能量吸收,弹体及引信的剩余速度和过载信号。结果表明,不同结构形式板架破口大小一致,靶板的整体变形很小,加强筋产生较多的结构碎片;加强筋对弹体速度的衰减作用影响较小,但可以吸收比靶板更多的能量;加强筋主要影响弹体过载峰值,T型材面板使得弹体过载信号产生“双峰”形态;加强筋使得引信过载信号更为振荡和粘连。

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。

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。

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。

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。

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。

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 。

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。

穿甲战斗部侵彻过程数值仿真

文章论述了用基于LS-DYNA的动力学分析通用有限元程序对穿甲战斗部侵彻过程进行数值仿真。阐述了数值仿真模型的建立,以及利用数值模拟技术,实现了侵彻过程中弹体的变形与靶板的破坏状况可视化,同时对仿真结果进行了分析,并进行了靶场实验验证,仿真结果与实际情况基本相符。通过对穿甲战斗部侵彻过程数值仿真,为开展穿甲战斗部穿甲机理研究奠定良好的基础。

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。

半穿甲战斗部集成设计方法研究

文中基于半穿甲战斗部研制的经验和技术,利用先进的工程设计方法和计算机技术,完成了半穿甲战斗部集成设计方法研究。针对半穿甲战斗部设计特点,建立战斗部多学科集成设计方法和设计过程,确定了集成设计的总体框架。开展了集成设计方法的关键技术分析,包括知识体系建立和虚拟样机技术等。集成设计方法的建立为半穿甲战斗部CAD系统研究奠定了基础。

半穿甲战斗部CAD系统研究

本文基于半穿甲战斗部和CAD的相关技术,分析了半穿甲战斗部CAD系统的设计与实现。确定了CAD系统的总体框架。采用IDEF0方法,对集成设计系统的功能进行了分析,建立了系统的功能模块。根据系统的功能特点,确定系统的软件结构。基于数据库技术和可视化技术,对系统实现的关键技术进行分析,包括数据库、可视化技术和VRML中间件的实现。最后,给出了CAD系统的部分应用示例。

攻角对两级穿爆战斗部侵彻水面舰艇目标性能影响仿真

为了研究攻角对两级穿爆战斗部侵彻水面舰艇目标性能的影响,利用LS-DYNA有限元软件进行了两级穿爆战斗部侵彻双层等效靶板的数值模拟,分析攻角对前、后级战斗部剩余速度、壳体强度、速度偏角以及前、后级战斗部之间行程差的影响。小攻角对于前级战斗部侵彻性能的影响不大,对后级战斗部的强度有较大影响;攻角增大,后级战斗部的变形和破坏加剧;攻角有利于前、后级战斗部之间行程差的增大。研究结果为新型战斗部的设计提供了参考。