柱形破片侵彻钢靶数值模拟研究

为了研究柱形破片对装甲钢靶板的穿甲威力大小,运用AUTODYN-3D仿真软件数值模拟了6 mm×h6 mm的钨合金柱形破片对不同厚度装甲钢靶板的穿透过程,得到了柱形破片极限穿透速度以及穿透剩余速度。结果表明,破片着靶姿态是影响极限穿透速度与剩余速度的重要因素。仿真结果可为装甲目标对柱形破片的易损性研究提供参考。     

立方体破片对铝合金板冲击的数值仿真

为研究不同强度铝合金板受立方体破片冲击的损伤特性及失效机理,利用有限元软件ABAQUS/Explicit建立了立方体破片以不同着靶姿态冲击不同强度铝合金靶板的模型,分析了破片着靶姿态、靶板强度对靶体防护性能、失效模式和能量吸收的影响规律及机理。研究结果表明：立方体破片点接触着靶冲击时弹道极限速度高于面接触着靶冲击时弹道极限速度;弹道极限速度并不是随着靶板强度的增大而单调增大,而是呈现先增大后减小的趋势,即存在一个最佳强度使得靶板的抗冲击性能最优;靶板强度和破片着靶姿态对靶体失效模式、能量吸收情况均存在显著影响,但各因素影响程度与机理存在差异。     

方形破片对铝板的侵彻研究

预制破片广泛应用于防空导弹.针对方形预制破片侵彻铝合金板的情况,采用有限元法,分析了在不同姿态、不同速度条件下破片的剩余速度、弹道极限以及铝板的损伤形貌、尺寸.研究方法与结论可供相关预制破片战斗部威力优化设计和威力评估提供参考.     

Kevlar-129纤维复合材料的弹道侵彻数值仿真

基于 AUTODYN有限元软件,研究了Kevlar-129纤维增强复合材料的抗侵彻性能。通过质量为10 g的 FSP破片对厚度为8、10、12、14、16以及18 mm 的六组 Kevlar 纤维靶板进行撞击模拟,获得了 FSP破片贯穿6组靶板的弹道极限,并分析了靶板的弹道极限、比吸收能随板厚的变化关系。结果表明,在板厚8-18 mm范围内,Kevlar纤维靶板的弹道极限随板厚的增加呈线性增长；在此范围内,靶板的比吸收能也呈近似线性增长,但在板厚为10-16 mm时,增长稍缓。对比还发现,比吸收能随板厚的变化规律与靶板面密度的变化规律几乎相同,二者都可用于描述Kevlar-129纤维复合材料靶板在 FSP 破片碰撞下比吸收能的变化。     

2A12铝合金单层板对平头弹抗撞击特性研究

为研究2A12铝合金板的抗冲击特性,进行了平头弹体撞击6 mm厚度的铝合金板实验研究,撞击速度范围为120 m/s～330 m/s,分析弹体初始速度对靶板抗冲击性能的影响.由实验数据拟合得到弹体弹道极限和速度曲线,结果表明,随弹体初速的增大,靶板的能量吸收率先骤减后趋于稳定.靶板主要发生剪切冲塞破坏,并且靶板结构变形随...     

Kevlar-129纤维复合材料的弹道侵彻数值仿真（英文）

基于AUTODYN有限元软件,研究了Kevlar-129纤维增强复合材料的抗侵彻性能。通过质量为10g的FSP破片对厚度为8、10、12、14、16以及18mm的六组Kevlar纤维靶板进行撞击模拟,获得了FSP破片贯穿6组靶板的弹道极限,并分析了靶板的弹道极限、比吸收能随板厚的变化关系。结果表明,在板厚8-18mm范围内,Kevlar纤维靶板的弹道极限随板厚的增加呈线性增长;在此范围内,靶板的比吸收能也呈近似线性增长,但在板厚为10-16mm时,增长稍缓。对比还发现,比吸收能随板厚的变化规律与靶板面密度的变化规律几乎相同,二者都可用于描述Kevlar-129纤维复合材料靶板在FSP破片碰撞下比吸收能的变化。     

三种内夹层双层舱壁结构的数值仿真

反舰导弹在侵彻进入舰艇装甲内部时, 爆炸产生冲击波和飞散破片对人员和舰艇内部设备具有严重毁坏性. 研究了三种不同内夹层结构形式的双层舱壁结构: X型与六边形组合夹层结构、 十字型蜂窝夹层结构以及细胞增长型蜂窝夹层结构. 采用ANSYSY/LS-DYAN模拟了自锻破片对三种不同舱壁结构的侵彻过程. 根据破片的速度衰减和靶板的能量变化可知, 十字型蜂窝夹层结构的双层舱壁结构最适合作为舱壁的中间结构, 并对其动态响应特性进行了分析.     

三种内夹层双层舱壁结构的数值仿真（英文）

反舰导弹在侵彻进入舰艇装甲内部时,爆炸产生冲击波和飞散破片对人员和舰艇内部设备具有严重毁坏性。研究了三种不同内夹层结构形式的双层舱壁结构:X型与六边形组合夹层结构、十字型蜂窝夹层结构以及细胞增长型蜂窝夹层结构。采用ANSYSY/LS-DYAN模拟了自锻破片对三种不同舱壁结构的侵彻过程。根据破片的速度衰减和靶板的能量变化可知,十字型蜂窝夹层结构的双层舱壁结构最适合作为舱壁的中间结构,并对其动态响应特性进行了分析。     

枪榴弹侵彻木靶板时前冲过载特性仿真研究

为给枪榴弹机械触发引信性能优化设计提供参考,利用LS-DYNA软件仿真截锥形弹头不同端面直径的枪榴弹以不同着角侵彻不同厚度木质薄靶板过程,得到了弹丸头部在贯穿靶板过程中弹丸前冲过载系数和弹丸速度。结果表明:着角、弹头端面直径、靶板厚度不同时,弹丸侵彻过程中前冲过载系数变化和速度变化不同;弹丸最大前冲过载系数出现在弹丸垂直碰击靶板的初始时刻;弹丸速度在侵彻初始阶段衰减最快。在靶场射击试验考核引信触发作用灵敏度和钝感度时,应考虑弹丸着角、立靶姿态、靶板厚度和弹头端面直径等因素的影响。     

钨合金破片斜侵彻铝板极限速度研究

利用ANSYS/LS-DYNA3D三维动力学有限元软件,对8g钨合金块状破片斜侵彻硬质铝板的过程进行了数值模拟及实弹侵彻实验,获得了在不同着靶角度下的极限穿透速度V50,结果表明:实验和仿真结果基本吻合,随着着靶角度的增大,V50也不断的增大。验证了数值模拟方法的有效性,同时,为杀伤破片最佳初速度的确定提供了一定的参考依据。     

基于光纤光栅和支持向量机的声发射定位系统

利用光纤光栅传感器和边缘滤波原理构建传感系统,结合小波分解与重构和支持向量机算法,对铝合金板声发射定位进行了研究。根据划分区域进行声发射实验,探索声发射源所在区域与信号特征之间的关系。在对声发射信号进行小波分解的基础上,使用近似系数和细节系数进行重构,并对重构后的各信号计算其振荡能量作为信号特征,进行声发射区域识别。以重构信号的振荡能量作为输入、声发射区域位置类别作为输出构建支持向量机多分类模型,实现了声发射区域定位识别。实验结果表明,在400mm×400mm×2mm的铝合金板上对36个测试样本进行了多次声发射区域定位识别,在180次模拟实验中实现了176次声发射区域准确定位,正确率达到97.78%,声发射区域识别精度为30mm×30mm。该研究结果为机械结构的声发射区域定位检测提供了有效方法。     

超高速弹丸连续侵彻靶板仿真研究

试验验证超高速弹丸连续侵彻靶板时的侵彻效果代价过大,数值模拟预测提供了新的解决途径.建立了超高速弹丸与连续靶板模型,利用ABAQUS软件,结合Mie-Grüneisen状态方程、Johnson-Cook本构方程和Johnson-Cook断裂准则,对钨合金弹丸2km/s初速下连续侵彻钢质靶板进行仿真研究.超高速弹丸可连续侵彻6层厚度为30mm的靶板,相邻靶板受到了弹丸与飞溅单元的共同冲击,最后2块靶板主要受到飞溅单元的冲击.超高速弹丸每穿透一层靶板,头部及弹体表层发生着侵蚀变化、能量损失与速度变化.充塞穿甲是超高速动能弹的典型穿甲形式,穿甲威力大.数值模拟有助于认识超高速弹丸连续侵彻靶板的过程.     

穿爆弹对靶板侵彻能力仿真

为研究在一定着角、着速下穿爆弹对靶板的侵彻能力情况,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行建模,对穿爆弹侵彻过程进行数值模拟,再现了侵彻过程,对比仿真结果,得出一定着角、着速下穿爆弹穿透靶板的极限厚度为20mm,为穿爆弹结构的设计提供了依据。     

金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射信号研究

为研究无氧铜的切削机理,通过单颗金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射试验,采集了划擦过程中的声发射信号,得到了不同划擦速度、切深和进给速度下的声发射信号特征,分析了不同划擦参数对声发射信号特征参数、频谱和功率谱等的影响。研究结果表明:切深对金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射信号影响最为显著,划擦速度和进给速度对声发射信号的影响不明显;声发射主频主要集中在0 kH~170 kHz,切深的增加使声发射信号功率谱主频由高频向低频呈现转化趋势。     

基于声发射信号监测的高速准干切削试验研究

声发射信号可以及时地反映出高速切削加工过程中工件和刀具材料的内部缺陷变化和扩展情况.为了对其进行监测和分析,建立了一套基于虚拟仪器的信号采集系统,采集高速切削铝合金加工过程中的声发射信号.对采集到的声发射信号进行小波变换并重构后,发现铝合金切削过程中的声发射信号与切削速度密切相关.随着切削速度的增大,声发射也随着增大.     

复合叠层材料制孔过叠层阶段声发射分析

复合叠层材料钻孔加工时,伴随着刀具的磨损,会产生丰富的声发射信号。刀具在加工叠层材料接触面时会引起声发射信号突变,为研究该过程信号的突变规律,采用硬质合金钻头与碳纤维复合材料-铝合金叠层板件开展了一系列实验,采集制孔过程中刀具的声发射信号,对信号进行了时频域多分辨率分析。研究表明,在刀具从复合材料加工至铝合金过程中,信号强度逐渐降低,高频段成份逐渐增加。     

一定厚度混凝土靶极限贯穿速度分析

由于进行靶场试验不能准确测得有限厚度混凝土靶的极限贯穿速度,针对这一问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对100 mm穿甲爆破弹侵彻1 000 mm厚混凝土靶板的过程进行数值模拟,然后使用经验公式计算出该弹靶模型的极限贯穿速度,并与数值模拟结果进行比较,从而验证数值模拟结果的正确性。     

12MnNiVR钢拉伸过程声发射信号特征分析

对大型常压储罐材料12MnNiVR钢拉伸过程中声发射信号的幅值、振铃计数、撞击计数和能量等常规特征参数进行了分析。在此基础上,对拉伸过程不同阶段典型声发射信号的时域波形、频谱、希尔伯特时频分布等进行了波形分析。结果表明,声发射信号的特征参数和波形分析能反映不同拉伸过程变形特征,可用于拉伸过程的表征。     

倒频谱分析在碰撞声发射源信号恢复中的研究

为深入理解声发射法颗粒粒径在线测量的机理,有必要对颗粒碰撞过程中产生的声发射源信号进行恢复。利用倒频谱分析,将时域内的卷积信号转变为倒频谱域内的线性叠加信号,并通过加窗滤波消除传播路径等系统因素的影响,实现源信号的恢复。采用0.6 mm、0.8 mm和1.0 mm的玻璃珠在3种不同速度下撞击波导杆,并对碰撞声发射信号进行源信号恢复。实验结果表明,恢复源信号可以视为理论源信号的近似估计。同时,在不同颗粒粒径与颗粒速度下,颗粒粒径增大,恢复源信号的幅值与持续时间均增加,颗粒速度增大,恢复源信号的幅值也增加,但持续时间会减小,这与颗粒碰撞理论的分析结果相一致。     

不同头部结构的半穿甲战斗部侵彻效能分析

为提高半穿甲弹侵彻有限厚钢靶板效能,研究半穿甲战斗部在不同头部结构下的动态响应。建立了5种不同头部结构模型,对比头部结构对穿甲效果的影响。运用ANSYS/LSDYNA模拟半穿甲战斗部侵彻过程并加以分析,得到侵彻过程中的速度变化与攻角变化等。研究表明,穿透靶板后尖顶型具有更高的侵彻效能;将有限加大的防跳环附在弹头中部,可以增大半穿甲战斗部跳飞角度。