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。

多孔钛合金夹芯层陶瓷/UHMWPE复合结构的抗侵彻性能

陶瓷/纤维复合装甲的纤维背板由于其刚度较低,无法为陶瓷面板提供足够的支撑,削弱了陶瓷面板对弹丸的侵蚀作用。为了增强复合装甲的整体结构刚度,在陶瓷/纤维复合装甲中加入了金属夹芯层材料,通过试验和数值模拟研究了夹芯复合装甲对12.7 mm穿燃弹的抗弹性能。试验结果表明,穿燃弹弹芯表现出脆性断裂的失效模式,复合材料装甲表现出多种失效模式,包括夹芯层的花瓣形扩孔,UHMWPE(ultra-high molecular weight polyethylene)层压板的分层和凸起变形。建立了三维数值模型来分析整个弹道响应的演变,通过试验结果验证了模拟的准确性。模拟结果表明,12.7 mm穿燃弹的被甲会对陶瓷造成损伤,同时陶瓷会侵蚀弹芯的尖卵形头部,使弹芯头部变钝从而削弱弹芯对UHMWPE背板的侵彻能力。残余弹体的动能大部分由UHMWPE层吸收,UHMWPE层压板的失效模式会随着层数的增加由剪切失效转变为拉伸失效占主导地位。此外,作为夹芯层的多孔TC4板能够为陶瓷面板提供支撑,提高陶瓷面板的吸能效果以及弹体的侵蚀作用,并且12 mm孔径的TC4夹芯层能够提供更大的刚度支撑,使整体复合结构的吸能效率提升10%。

非黏结柔性管道抗拉铠装层腐蚀机理与安全评价研究进展

非黏结柔性管道是海洋油气开发的重要装备,在海水环境中,抗拉铠装层发生腐蚀会对安全运行产生严重威胁,因此明确抗拉铠装层腐蚀机理、对柔性管道的检测和对抗拉铠装层的腐蚀评估十分重要。抗拉铠装层腐蚀与环空的气体环境和水环境有关,采用合适的检测方法和设备检测环空,可以帮助判断其腐蚀情况,并为腐蚀疲劳寿命评估和应对策略制定提供参考。针对抗拉铠装层腐蚀机理、非黏结柔性管道检测、腐蚀疲劳寿命评估和腐蚀应对措施进行了总结,指出机理研究和检测评估方法的不足,为国内柔性管道抗拉铠装层腐蚀研究和完整性管理提供参考。

侵蚀基准面下降对弯道河床演变的影响

概化设计了一在出口处布设有高度可变的拦沙坎的弯曲河道模型,利用声学多普勒流速仪和数字波高仪测得13个特征断面的瞬时流速与瞬时水位数据,依托激光扫描技术获得试验床面的精确数字高程,以此来探讨侵蚀基准面下降对弯道河床演变的影响。结果发现:粗化层对河床有一定的保护作用,当侵蚀基准面小幅下降而导致流速小幅增大时,粗化层的保护作用可一定程度地抵减流速的增量,减弱甚至避免水流对河床的冲蚀;当侵蚀基准面下降幅度较大时,河床会被全局冲蚀,但各局部的被冲蚀程度并不相同,其中过渡段主流带的被冲蚀程度较小,弯段凹侧主流顶冲区的被冲蚀程度较大;越靠近侵蚀基准面的区域,侵蚀基准面的下降越易增强该区域的水流强度,越易使该区域的河床被冲蚀;在侵蚀基准面下降幅度较小且槽底未见裸露的情况下,连续弯道完整周期的床面高程频率分布总体上接近于正态分布,但若从细节上看其分布具有双峰特征;双峰特征为半周期床面高程频率分布所特有,完整周期床面高程频率分布的双峰特征只是半周期床面高程频率分布双峰特征叠加的结果;当侵蚀基准面下降至槽底时,主流顶冲区的槽底会严重裸露,连续弯道完整周期的床面高程频率分布仍具有双峰特征,但其总体形态已明显偏离正态分布。

清水条件下桥墩局部冲刷坑底部粗化效应研究

在非均匀沙河床上,桥墩局部冲刷坑底部粗化覆盖层会影响到桥墩的最大局部冲刷深度。通过水槽试验研究分析了单层非均匀沙河床上桥墩局部冲刷坑底部粗化覆盖层的级配、相对粗化度和不均匀程度。结果表明,粗化覆盖层中泥沙的中值粒径随桥墩局部冲刷深度的增加而增加,其相对粗化度随来流弗劳德数的增加而增加,而不均匀程度则随来流弗劳德数的增加而减小。并在此基础上提出了桥墩局部冲刷坑底部粗化覆盖层泥沙的级配计算公式,并利用实测资料验证了该公式具有良好的适用性和可靠性。

基于起动概率的清水冲刷双峰型泥沙粗化层级配计算

基于双峰型级配泥沙的非均匀性,引入由双峰系数、相对粒径组成的双峰型泥沙隐暴系数修正均匀沙上举力系数与拖曳力系数,采用均匀沙相对暴露度分布得到力臂期望值,结合近底水流的随机性,建立双峰型泥沙起滚概率计算公式。基于床面泥沙起悬与起滚两种起动方式,建立清水冲刷双峰型泥沙粗化层级配预报多步计算模式,并进行参数敏感性分析。经试验资料验证,公式预报精度良好。

仿生防护结构复合材料的研究与发展

随着科学技术的发展以及社会的进步,促使现代战场环境不断发生变化,个体防护装备的使用需求也更加苛刻,传统防护结构材料逐渐不能满足发展需求。仿生学的出现为个体防护结构复合材料的设计及制备提供了新的思路,开拓了新的方向。本文综合分析了个体防护装备在现代及未来战场中的重要性,综述了当前国内外常见的两类仿生防护结构复合材料(仿生鱼鳞甲结构复合材料以及仿贝壳珍珠层结构复合材料)的研究现状,对其他仿生防护结构复合材料进行了简单介绍。各种研究结果表明,仿生防护结构复合材料具备常规防护材料难以兼具的轻质、高强、高模、高韧的性能特点,抗侵彻、抗穿刺等防护性能更加优异。在未来的发展中,更加深入理解和更好应用自然生物的防护原理,持续开发更加舒适化、轻量化、智能化的高防护性个体防护装备,对于促进个体防护行业不断的发展与进步具有重要意义。

射流斜侵彻薄层装药结构数值模拟和试验研究

为揭示聚能射流以不同法线角侵彻时薄层装药反应装甲中夹层药的起爆和传爆规律,开展了聚能射流斜侵彻薄层装药反应装甲试验,并采用动态有限元软件ANSYS/LS-DYNA对侵彻过程进行了数值模拟,分析了夹药层单元反应情况。结果表明:聚能射流在引爆夹层药后,初始爆轰波传播方向与射流侵彻方向相同,且在起爆点周围形成半圆环状死区;随着爆轰增长,爆轰波绕过死区,在药层中继续稳定传播,波阵面呈椭圆形。拟合出某一时刻的爆轰波波阵面曲线公式,得到了法线角对爆轰波波阵面的影响规律:当法线角为0°时,爆轰波波阵面呈圆形;随着角度增大,波阵面变成椭圆形;法线角55~65°时,爆轰绕射现象使椭圆形长短径位置发生互换,导致夹层药单元全部反应。

金属路径对电网中地铁杂散电流分布的影响研究

随着城市轨道交通快速发展,其带来的电力变压器直流偏磁问题愈发严重。地铁杂散电流逐渐成为城市地区变压器直流偏磁的主要原因。相关设计标准和监测结果表明,地铁与电网的接地系统间存在一条金属连接路径,且该路径可能是影响杂散电流幅值的主要因素之一,但是这条路径很少被现有研究所考虑,其作用影响程度尚不明晰。因此,为了分析杂散电流入侵电网的影响因素,探究不同路径对杂散电流幅值的影响,搭建了地铁与电网的耦合仿真模型,通过与大地介质这一传播路径的电流幅值影响进行对比,定量分析了电缆铠装金属路径对电网中杂散电流的影响程度,发现当地铁与电网间存在金属连接时,杂散电流的分布受到显著影响,入侵电力系统的杂散电流幅值提高了9倍。研究结果表明两系统间的接地网的电缆铠装连接为杂散电流入侵电网提供了良好的导电路径。

船用电缆的铠装用作保护接地导体分析

国际电工委员会(IEC)标准中要求船舶电气设备的所有可触及金属部件(载流部件除外)均应接地。通过解读IEC标准和船级社规范对保护接地导体的要求,并计算船用电缆编织铠装的截面积,在满足保护接地导体截面积要求的前提下,对船用电缆进行合理的选型。

ImageJ软件在泥石流固体颗粒分析中的应用

首次将ImageJ图像处理软件应用到泥石流固体颗粒的分析中,通过对固体颗粒边缘的识别,实现对沟道粗化层块石粒径的快速自动提取.以白龙江流域构林坪泥石流沟为例,使用该软件对构林坪沟沟道固体颗粒粒径和圆度进行计算,并对提取结果进行检验,结果表明ImageJ软件对固体颗粒粒径及圆度提取效果较好,可以为泥石流基础数据勘察提供新的技术与支持.

粗化层破坏过程中的最大推移质输沙率试验研究

为了探讨清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率与水流强度的相关关系,进行了清水冲刷与粗化层破坏的概化试验研究。清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度随水流强度的增大而增大,其增速较梅叶-彼德公式、拜格诺公式、恩格隆公式的计算结果明显偏大。采用梅叶-彼德公式相同的形式,通过回归得到了清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度与水流强度的相关关系。这一成果对受清水冲刷时间较长河段的河床冲刷保护与取水防沙等有一定的参考价值。

卵石河床清水冲刷粗化层破坏临界条件试验研究

针对山区卵石河道普遍存在的床面粗化层现象,进行了水流强度连续小幅增大的清水冲刷粗化层破坏试验研究,旨在探讨粗化层破坏与水流强度之间的临界关系。试验结果表明,水流强度的增大并不一定能破坏床面粗化层,只有当水流强度增大到一定程度时,粗化层才会破坏。对于本系列试验所用泥沙,只有床面切应力大于初始粗化床面切应力的1.2倍,粗化层才会破坏。粗化层床面结构对粗化床面切应力有着重要的影响。

河床冲刷粗化多步预报模式研究

运用概率论与力学分析相结合的方法，提出了考虑非均匀沙隐暴效应的泥沙起动概率计算模式，并在已有研究成果的基础上，建立了以泥沙起动概率为核心的河床冲刷粗化多步预报模式，该模式可同时满足预报粗化层级配和冲刷深度的要求。实测资料验证表明，此模式具有较好的预报效果。

粗化层破坏的试验研究和机理分析

本文选用粒径为0.05-25.0mm的天然沙,在长16m,宽0.3m,深0.4m的变坡玻璃水槽中进行了3种级配的14组次粗化层形成和连续破坏的试验。在前人研究基础上,根据试验观察和泥沙起动判别条件,将普动作为粗化层破坏的判别条件。在分析试验资料的基础上,初步探讨了粗化层破坏的机理,得到了粗化层破坏的初步水流条件,发现粗化层破坏流速与一般泥沙起动流速不同,粗化层越粗,破坏流速越大。

2013年尤特台风诱发广乐高速公路泥石流活动特征及危害

2013年8月15-17日,尤特台风带来的强降雨在华南地区广乐高速公路沿线北段40 km范围内激发了17场泥石流,造成公路工程的基础设施遭到破坏,施工进度受到影响。通过灾后现场调查,研究了泥石流的活动特征及对公路的危害。研究结果表明,此次台风降雨诱发的泥石流具有群发性的特征,各场泥石流的重现周期约100 a,与其它群发性低频泥石流事件相比具有规模偏小的显著特征。流域面积小、植被覆盖率高、松散物源少、沟床粗化是频率低但规模小的主要原因。泥石流并未造成路基、隧道等主体工程的结构性破坏,而只造成其功能性损坏,受损的功能易于恢复。然而,涵洞、挡墙、排水系统、预制场、施工营地、施工机械等附属设施或施工设施遭到的破坏则需要花较长时间进行灾后修复,特别是在多处施工便道也遭到破坏的情况下。广乐高速公路沿线的泥石流灾害事件表明需要特别注意对这类频率低但规模小的群发性泥石流进行风险防范。

深水无粘结柔性管抗拉伸层屈曲问题研究进展

随着我国海洋石油工业不断向深水发展,深水柔性管即将获得广泛应用。深水柔性管结构形式复杂,其抗拉层螺旋钢缆在铺管安装和弯曲过程中可能受到轴向压载荷,产生鸟笼现象和侧向屈曲失效,是当前柔性管开发中的研究热点。介绍了国外在柔性管抗拉层钢缆受压载荷失稳的数值模拟和试验研究现状,为我国开展柔性管开发提供参考。

粗化层试验与预报

从试验和理论角度对床面冲刷形成粗化层问题作了研究。基于冲刷粗化试验资料并结合非均匀沙分级起动公式确定了粗化层形成和完全破坏的临界水力条件。文中建立了以非均匀沙分级起动概率为核心可同时预报粗化层级配和冲刷深度的冲刷粗化多步随机模式 ,预报结果与粗化试验资料颇为一致。

非均匀沙自组织临界性及其应用研究

本文用自组织临界性理论的观点探索非均匀沙与均匀沙之间本质的区别．首先介绍了自组织临界状态理论的基本概念；然后叙述了水槽实验的过程，证明了水下非均匀沙属于自组织临界性系统的可能性；最后，基于自组织临界性系统的标度律。

粗化层厚度及其级配的研究

在分析活动层与粗化层厚度关系的基础上,根据活动层沙量平衡原理,建立了粗化层级配预报一步和多步计算关系式,该模式不仅可以用来计算冲刷过程中床沙级配调整,还可以同时计算出冲刷剖面和推移质输沙率变化,适用于中、细沙河床。经部分中、细沙河床水槽试验资料检验,计算精度良好。