小口径智能弹药发射高过载环境下弹载模块电路应力分析

针对小口径智能弹药发射时弹载元器件极容易发生损坏失效的问题,对其高过载环境下弹载模块电路应 力进行分析。设计弹药弹载电路模块的防护结构,采用HYPERMESH 与ABASQUS 软件建立弹丸和刚体滑膛身管的 有限元模型,得到弹载电路的应力分布,计算不同防护外壳厚度下弹载电路模块的应力响应,并对聚氨基甲酸乙酯、 丙烯酸、硅酮和环氧树脂等灌封材料进行有限元数值仿真。该分析可为后续弹丸弹载模块的设计提供参考。     

弹丸被甲材料对弹丸挤进的影响分析

为研究弹丸被甲材料对挤进过程的影响,以某小口径步枪弹为对象进行研究。分析弹丸材料的特性,分 别以H90 铜被甲弹和覆铜钢被甲弹为例进行挤进试验,得到不同弹药对应的挤进力变化;通过有限元仿真模型,结 合试验结果推导挤进过程数学模型,并对其正确性进行验证。验证结果表明,挤进数值分析结果与仿真结果与实验 数据吻合。从分析计算结果来看,被甲材料的不同导致挤进过程也有较大差异。     

刚性弹丸对多层复合靶的侵彻分析

本文研究了刚性球形弹丸对间隔靶或多层靶的侵彻问题,这些靶由不同的材料构成.给出了弹丸与靶体相互作用的模型,由它计算出了相互作用的表面在每个时间增量时的变化状态,从而可获得靶的阻力,将这些代入到弹丸的运动方程中,即可得到一个完整的弹丸在击穿靶或未击穿靶时的弹道轨迹.其中靶的阻力从广义的Poncelet方程中求得.这样,经典的静力学和动力系数与靶的材料特性就通过弹腔扩张模型联系起来,所得到的实验结果与计算的穿透结果吻合的较好.     

超高射频火炮发射过程仿真分析

针对串联预装填超高射频火炮的特点,建立了膛内火药燃气排空过程的计算模型,详细分析了后随弹丸弹前残余火药燃气的压力变化过程,并对弹前压力、弹后空间变化情况下弹丸运动规律进行计算.研究了3发弹丸以不同发射间隔序贯发射时的内弹道过程,对其规律和约束条件进行讨论,分析了发射频率对膛压和膛口速度的影响,弹前压力是影响超高射频火炮内弹道性能的关键因素,在发射间隔一定的情况下通过对超高射频火炮的调整和设计可以取得较好的内弹道性能.     

某破甲弹发射过程中炸药应力应变分布的有限元计算分析

采用有限元法计算了某破甲弹发射时其内部炸药的应力应变分布，计算时选择了更为合理的计算模型以模拟弹壁与炸药间的相互作用。并绘制了炸药应力应变等值线，对炸药安全性估计和弹丸设计有一定参考价值。     

钨合金长杆弹侵彻玻璃靶板的SPH方法数值模拟

采用光滑粒子流体动力学（SPH）方法对钨合金长杆弹侵彻玻璃靶板作了数值模拟,给出了侵彻过程的物理图像。分析了玻璃层板间距对计算结果的影响。比较了玻璃的本构模型对数值结果的影响。通过对比实验数据,JH-2模型的计算结果明显大于实验结果,而Mohr-Coulomb盖帽模型得到的侵彻深度与实验更加吻合。进一步研究了侵彻深度对弹丸速度的依赖性,给出了钨合金长杆弹侵彻玻璃靶板的侵彻深度经验表达式。     

典型榴弹自然破片质量分布的表征模型

研究典型榴弹爆炸自然破片质量分布的模型表征,为弹丸威力设计与评估等提供理论和技术支撑.基于弹丸口径、弹形结构、装药及弹体材料选择的典型性制备样弹,通过水中爆炸获得破片数量、质量数据;用5种经典破片质量分布表征模型分别对试验数据进行拟合处理,得到破片质量分布图像及拟合相关系数,据此对比分析破片质量分布表征模型的适用性和实用性.结果表明:双参数分布模型比单参数分布模型拟合精度更高、适用性更好;双参数的Weibull分布模型相比Held分布模型,既可直观反映弹体破碎性,又可直接求解有效破片数,在弹体材料选型与设计、弹丸威力设计与评估等方面具有更好的工程实用性.     

柔性开仓型航弹尾部流场模拟计算

文中针对某子母型航弹的实际情况，建立计算模型．采用通用的流场计算软件对不同马赫数条件下进行了数值模拟，得到了不同投弹速度情况下弹底部流场的分布规律，为航弹采用柔性开舱方式选择和子弹出舱过和分析提供了参考依据。     

电磁炮弹丸遥测装置的电磁防护方法

针对处于电磁炮弹丸内的弹载遥测装置受强磁场的影响而产生的无线传输信道中断问题,提出了电磁炮弹丸遥测装置在强电磁环境干扰下的电磁防护方法。该方法采用导磁导电材料结合模式,设计了双层组合屏蔽体模型,利用FLUX电磁场分析软件计算不同方案下的磁场屏蔽效果。仿真结果表明,将导电材料置于屏蔽体外侧,导磁材料置于屏蔽体内侧,在给定的弹丸遥测装置尺寸内,遥测装置离弹尾距离越远,屏蔽效能越好,且将遥测装置放置于弹丸头部,屏蔽效能更优。     

高压气体发射装置内弹道特性及膛口流场分析

根据非定常可压缩流动的Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型,基于计算流体力学分析软件,采用动网格技术,对弹丸在气室高压气体作用下的运动规律及其流场特性进行了仿真。主要研究了4种不同气室初始气压下膛内平均压力、弹底压力、气室底部压力、弹丸运动参数的变化规律,进一步分析了在气室初压为2.5 MPa下不同时刻马赫数等值线的变化规律。研究结果表明：膛内气流存在振荡现象,气室底部压力、弹底压力变化具有波动性;气室初始气压的大小影响气室底部压力、弹底压力振荡幅度及弹丸出炮口速度;弹丸在管内运动速度及运动时间随距离变化的关系均近似抛物线分布。     

基于FLUENT软件和内弹道模型双向耦合的超高射频火炮发射过程模拟

弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。弹头阻力计算的准确性直接决定了超高射频火炮内弹道数值模拟的准确性。为了提高超高射频火炮内弹道过程数值模拟的准确性,利用二次开发工具UDF将FLUENT软件和经典内弹道（CIB）模型双向耦合计算超高射频火炮弹前流场,得到了超高射频火炮发射过程中第2发弹丸的弹头阻力,分析了不同射击频率下弹头阻力的变化规律。结果表明：FLUENT-CIB模型双向耦合计算能够得到弹前身管内火药气体各个时刻的流场分布,提高了弹头阻力计算的准确性;弹头阻力在弹丸启动后很快由减小变成增大,增大到某个极大值后又逐渐减小,直到弹丸出炮口,这个变化规律在不同射击频率下普遍存在;射频降低,在弹丸运动前期弹头阻力增幅减小,在弹丸运动后期弹头阻力降幅也减小。     

基于多块结构重叠网格的电磁轨道发射器动态发射过程流场分析

为了研究电磁轨道发射器动态发射过程流场,采用多块结构重叠网格方法、六自由度运动模型和Java程序,建立了高超声速弹丸二维运动瞬态模型。以双椭球模型为研究对象,验证了所提出非定常计算方法和重叠网格数据交互可靠性。对电磁轨道发射器4种不同运动工况下弹丸动态发射过程流场进行了数值模拟。研究结果表明：电磁轨道发射器动态发射过程是含复杂激波系流场,涉及弹前激波、移动球心球形激波、冠状激波共同作用;弹前激波出膛口到弹体尾部出膛口过程中,弹体头部中点压力分布呈现“对称性”,阻力系数分布和弹体头部中点压力分布具有相关性,弹前激波出膛口后呈现先减小、后增大“弱对称性”,弹体尾部出膛口时达到峰值;弹丸在空气域运动时,近壁面压力监测点反射后峰值会超过初始监测点压力峰值,距离弹轴距离越远,反射周期越小,监测点峰值压力衰减越慢。     

长杆弹垂直侵彻有限厚靶攻角对弹道极限速度影响的研究

研究了长杆弹垂直侵彻有限厚靶时，着靶攻角对侵彻行为和终点效应的影响。定理分析了不同着速、长径比和弹材密度情况下，攻角对弹道极限速度的影响规律。并就某模拟弹等进行了理论计算和实验验证，结果令人满意。用本文建立的模型还可计算弹丸穿透靶板后的剩余速度，剩余弹长，剩余质量和塞块的厚度等。     

质量分布特性对无伞末敏弹扫描特性的影响规律

为探讨无伞末敏弹的质量分布特性对其扫描特性的影响规律,在分析质量分布非对称力学表示方法的基础上,建立了考虑质量分布非对称时的弹丸动力学模型,编制了模型的仿真计算软件。以某型非对称末敏弹的结构参数和气动参数为依据,仅改变质量分布特性参数进行数值积分计算,得到了扫描转速、扫描角与横向、纵向转动惯量比以及与动不平衡角之间的关系,为通过调整质量分布参数来调整扫描参数提供了依据。     

弹丸侵彻多层靶板数值分析

应用ANSYS／LS—DYNA分析技术对弹丸侵彻三层均质靶板进行数值分析，获取弹丸侵彻靶板的速度、加速度变化曲线，并计算了弹丸侵彻三层靶板时的极限速度。通过分析不同弹速、不同弹重产生的弹丸速度及加速度的变化，找到其中的变化规律，为硬目标侵彻引信设计中的参数优化及抗高过载加速度传感器的选择提供理论依据，解决了过程计算的繁琐问题。     

长杆穿甲弹发射时弹体应力场动态有限元分析

应用弹塑性有限元方法,对尾翼稳定的脱壳穿甲弹的弹芯和弹托的组合体建立了较为切合实际的模型,借助于DYNA-2D动态有限元程序的弹丸发射过程中弹体内部的应力时间历程及其分布进行了有效计算,并对不同载荷作用下弹体内部受力的差异进行了分析,确定了弹体在发射过程中的危险区域。     

具备绝热剪切敏感性的钨合金穿甲弹材料研究现状

通过对绝热剪切在穿甲过程中作用的分析,比较了纯钨、钨合金和铀合金三类高密度弹芯材料的常规力学性能和穿甲性能,以及弹丸在穿甲时的破坏行为,重点介绍了近年来国外用铪、金属间化合物、SiO2复合材料、钛合金、高强钢为基体的钨合金及钨纤维/金属玻璃复合材料穿甲弹的研究进展情况,并指明了新型基体材料钨合金今后的研制方向。     

弹丸破片速度衰减规律研究

采用理论分析和试验测试相结合的方法,对弹丸破片的速度衰减规律进行了研究.通过理论分析得到计算弹丸破片迎风面积的数学模型,由试验得到某型远程杀伤弹破片的质量分布情况和初速分布情况,通过数值分析,用Matlab绘出了该弹破片速度衰减曲线.结果表明,初速和飞散距离相同的破片,破片质量越大,存速越大.该方法对于计算弹丸杀伤半径和杀伤面积有实际意义.     

超高射频串联发射弹组有限元分析

弹丸结构设计及其强度分析是超高射频串联发射核心技术之一.在分析超高射频串联发射整体结构的基础上,设计了弹丸结构,利用ABQUS软件建立了两发串联弹组的有限元分析模型.通过仿真得出了发射过程中两发串联弹组在最大膛压作用下的轴向形变及等效应力分布情况,分析了弹丸前端锥度和圆台大小对支撑部分受力的影响.该有限元分析的结论可为减小弹前阻力,优化弹丸结构及选取弹丸材料提供理论依据.     

多发弹丸同时起爆下破片空间分布实验研究

为了研究多发弹丸同时集中起爆时的破片空间分布规律,通过自行设计模拟弹丸,利用松木板作为长方形靶板,按照靶场试验要求分别对单发弹丸爆炸和多发弹丸爆炸所形成破片的空间分布规律进行了实验研究,得到了两种情况下弹丸破片飞散密度分布规律,并对单发弹丸爆炸和多发弹丸爆炸的破片飞散密度进行了对比分析研究.研究结果表明:多发弹丸爆炸时的破片分布与单发弹丸爆炸时的破片分布具有相同的规律,但在弹丸弹轴法向附近,多发弹丸的破片飞散密度分布概率小于单发弹丸.