线型聚能切割器装药线密度测量精确化研究

针对某型客机服务舱门开启精确爆破实验中出现的线型聚能切割器切割失败故障,建立了故障归零分析流程,发现故障原因为切割器装药线密度的不均匀性偏差过大.进一步分析表明,以往的切割器线密度测试方法不能准确反映线密度不均匀性偏差过大问题,并提出了改进的测量方法.经实验证明,改进的测量方法提高了线型聚能切割器质量验收的精确化水平,消除了切割失败故障.     

雷达防弹天线罩夹芯结构设计与性能研究

针对反辐射武器对雷达构成的威胁,设计了一种既能够直接防御反辐射武器近炸毁伤,又能保持优异透波性能的防弹天线罩夹芯板块结构。对不同厚度的超高分子量聚乙烯(UHM-WPE)层合板进行弹道侵彻实验,确定将UHMWPE层合板作为夹芯结构的防弹层。通过电磁性能优化的方法确定夹芯结构的结构参数,并对其电磁性能进行了理论分析。弹道实验和电磁性能测试结果表明,该夹芯结构能够防御某型反辐射导弹在15 m处爆炸产生的破片冲击,并且在S波段的平均透波率(功率传输系数)不低于97.8%,平均值达到了98.6%。理论计算结果和实验结果表明文中提出的防弹天线罩夹芯结构设计方法是有效的。     

超近程拦截系统中毁伤元的最佳延时起爆时间的控制

为了准确计算毁伤元延时起爆时间、提高超近程系统拦截空中目标的有效性,采用线性切割器作为毁伤元,且研究线性切割器的原理及特点,在地面坐标系中建立线性切割器和目标的运动模型.通过对模型的计算及分析得到毁伤元最佳起爆延时时间段,它对超近程反导的弹目交汇时间计算有一定的指导意义.同时得到在最佳起爆延时时间段对线性切割器的射角及时调整可以更有效的拦截目标.     

表层套管用外切割器的数值模拟及试验研究

针对报废油水井内油层套管和表层套管的回收打捞处理需求，设计了一种用于切割表层套管的外切割器。采用ANSYS/AUTODYN软件对设计的切割器装药结构进行了数值模拟计算，并开展了切割器地面原理试验及模拟井下环境切割试验研究。结果表明：设计的聚能切割器（药型罩角度85°，罩宽33.9 mm，梯黑40/60熔注型混合装药）对N80钢切割深度可达25mm，不仅完全切断模拟目标表层套管，而且可实现对其周围水泥环的破坏，满足设计需求。本研究为解决报废井表层套管回收打捞处理提供了一种有效的技术手段。     

聚焦战斗部与普通杀爆战斗部毁伤效能比较

针对高效毁伤空中目标需求,开展聚焦破片战斗部与普通战斗部对导弹目标毁伤效果比较研究。开发了破片式战斗部对空中目标毁伤评估仿真系统,对同样弹目交汇条件下,某导弹受聚焦战斗部与普通杀爆破片战斗部打击下所遭遇破片数及弹体毁伤情况进行了仿真计算;利用模拟实验,比较了聚焦战斗部与普通杀爆战斗部的破片-冲击波联合作用对目标的毁伤效果。聚焦破片式战斗部击中目标的破片数量明显增多,且能形成切割性毁伤;聚焦战斗部破片-冲击波联合作用毁伤效果要强得多。     

聚焦式钨球定向战斗部设计仿真研究

为提高反卫星武器的毁伤能力,提出聚焦式钨球定向战斗部的设计方案。结合理论分析、数值模拟方 法,分析单层、双层、三层钨球定向式杀伤战斗部的作用机理,利用Matlab 软件对模拟结果进行分析并计算破片群 在100 m 处的分布形状、密度和分布空间;通过计算钨球毁伤概率,综合分析得出双层排列定向战斗部毁伤效果最 佳。结果表明,该方案对空间武器战斗部设计有一定指导意义。     

用于串联战斗部的环形切割器优化设计

为了优化设计用于串联战斗部前端的环形切割器,通过ANSYS进行环形切割器建模,利用LS-DY-NA对相等装药条件下多个药型罩开口角度方案、三种装药形状的环形切割器对靶板的切割效果进行后效仿真分析。仿真结论表明,60°锥角、柱锥体装药形状的环形切割器对靶板的切割效果更为理想。通过与相关试验数据的对比,初步验证了数值仿真的准确性。该结论有助于新型环形切割器的优化设计。     

定向战斗部毁伤效能评估

准确的毁伤效能评估能够更加全面地分析评估战斗部的威力,对战斗部的评估和优化具有重要指导意义.定向战斗部能够提高弹载装药的能量利用率,但是其毁伤效能评估并不完善.针对定向战斗部毁伤评估存在的关键难题建立柱坐标系下引信-战斗部配合模型,考虑弹体的滚转角因素,基于激光周向探测引信提出最佳起爆延时和最佳起爆方位计算方法,通过实验验证的数值模型提取威力场打击迹线数据,最终形成适用于定向战斗部的毁伤效能评估程序.利用该程序计算不同定向战斗部结构对某直升机目标的毁伤概率,结果表明:圆柱和棱柱两种战斗部对目标的毁伤概率都随着弹目距离的增大而减小,但是棱柱型战斗部减小幅度远小于圆柱战斗部;棱柱型战斗部在30 m弹目距离时对该直升机目标的毁伤概率仍然能达到0.538.     

活性破片撞击油箱毁伤行为与机理

为分析活性破片动能与化学能耦合作用下的引燃毁伤行为,开展活性破片作用油箱毁伤效应研究。采用实验与理论分析相结合的方法,对活性破片作用于不同注油量油箱典型毁伤模式及毁伤机理进行探究。实验结果表明：活性破片作用于非满油油箱时,806~1 331 m/s速度下活性破片均引发油箱内油气层闪燃,但液体燃油均未发生持续燃烧;活性破片作用于满油油箱时,若撞击速度从855 m/s增加至1 225 m/s,则典型毁伤模式依次为油箱穿孔、焊缝开裂、泄漏燃烧和解体燃烧。基于实验结果与活性材料冲击响应特性,揭示了活性破片作用油箱毁伤机理;结合活性材料能量释放特性,建立了满油油箱结构失效分析模型,模型结果与实验结果吻合较好。     

含能毁伤元冲击引爆模拟战斗部试验研究

为提高战斗部的毁伤效能,对氟聚物基含能反应材料进行了研究。对氟聚物基含能材料配方改进并制备了一种Φ26mm×60mm的含能毁伤元。将含能毁伤元装入特定结构壳体后进行了冲击引爆模拟战斗部试验。采用高速录像观察含能毁伤元冲击侵彻模拟战斗部后的爆炸情况并测试爆炸后空气冲击波超压。考察了含能毁伤元不同速度下对B炸药和PBX-9404炸药的引燃引爆能力。设置了B炸药模拟战斗部静爆试验作为对比。在试验的基础上,通过测量爆炸后空气冲击波超压进行了TNT当量等效对比分析。试验研究表明,在735m·s~(-1)的侵彻速度下,氟聚物基含能毁伤元可冲击引爆B炸药模拟战斗部。在962m·s~(-1)的侵彻速度下,能引发PBX-9404炸药模拟战斗部爆燃反应。     

钛合金薄壁件超声椭圆振动铣削研究

针对航空领域中钛合金薄壁件在铣削过程中存在切削力大、加工精度低等问题,提出了超声椭圆振动铣削方法进行钛合金薄壁件的加工。超声椭圆振动铣削时,刀尖的特殊运动轨迹使刀尖具有高线速度特性和高频断续切削特性,平均切削力大为降低,从而增强了铣刀的切削能力,提高了切削加工精度。利用自制的超声铣削刀柄系统,对钛合金试件进行铣削实验,结果表明与普通铣削相比,超声椭圆振动铣削的切削力可降低达50%,零件的形位精度得到了显著提高。     

大型X型混流式水轮机叶片五轴联动数控加工技术

大型X型混流式水轮机叶片的五轴联动数控加工技术包括叶片数控加工主要工艺过程中，叶片毛坯三维型面测量、计算机辅助自动余量分布计算、叶片加工定位基准与夹具设计、加工区域划分和加工刀具选择，以及叶片精加工后的型面检测等技术．还包括叶片计算机仿真加工过程中，有关五轴刀住计算及刀具干涉检查计算、切削图形仿真及干涉检查、机床仿真及碰撞检查，以及后置处理和加工程序生成等技术．这些技术已成功用于三峡电站φ3．3m转轮叶片数控加工．     

自动铣削的动态仿真分析

自动铣削动态仿真的视向离散法,将刀具和工件离散成沿视线方向的直线段,并用刀具直线段剪裁工件直线段以反映切削效果,但仿真结果不具连续性.改进为三角片离散法,即将工件上表面离散为均匀点并将其连为三角片矩阵,程序运行时按刀具路径修改工件上表面点阵高度,再实感渲染动态仿真,解决了加工中多种误差的测量问题.     

掘进侵彻弹形与侵彻混凝土深度演绎过程研究

为研究掘进侵彻弹形与深度的演绎过程,运用LS-DYNA动力学软件对不同弹形头部、不同着速下掘进侵彻混凝土过程进行了仿真研究,仿真结果表明:低着速时,带切削刃的钻形掘进侵彻方式可提高侵彻深度; 高着速时,卵形弹更具优势; 旋转速度为70 kr/min时,加载速度为350～500 m/s时,带切削槽的卵形弹能使侵彻深度最大; 在较优加载条件时,切削槽的深度对侵彻深度影响最大,斜度影响次之,切削槽的迎靶面形状对侵彻深度影响最小。试验结果与仿真结果吻合较好。     

S390拉线刀材料的应用研究

通过S390钢和Co5Si钢两种拉线刀材料的对比试验,研究淬火和回火温度对硬度的影响。结果表明:随淬火温度升高,硬度呈缓慢下降趋势。当回火温度为500~550℃,两种材料的回火硬度分别达到最高值,且S390钢拉线刀性能优于Co5Si钢。经生产考核,S390钢拉线刀完全达到技术指标要求,使用寿命延长。     

高聚物粘结炸药模拟材料的超声振动切削试验研究

高聚物粘结炸药广泛运用于武器战斗部领域,由于其低拉伸强度使得传统切削方式加工炸药件时易出现脆性断裂等问题。超声振动切削目前已广泛运用于不包括炸药在内的玻璃、陶瓷及各类合金等难切削材料的加工中。研究中以高聚物粘结炸药模拟材料为试验对象,开展超声振动切削和传统切削的对比试验研究,结果表明超声振动切削可有效降低切削力,各向切削力的下降程度依次为主切削力>切深抗力>进给抗力,具体下降幅度范围为61.75%~67.98%、55.57%~65.56%和31.63%~42.29%;已加工表面的光学显微观测显示超声振动切削获得的表面无明显的切削纹理,同时较传统切削表面灰暗,表明该切削方式在一定程度上有利于缓解切削过程中刀具尖端与炸药材料之间的挤压行为,进而有望获得表面残余应力更小的加工表面,降低挤压生成热和出现切削意外时的风险。由于主切削力和切深抗力的大幅度下降,超声振动切削还可以增强细长杆、薄壁类炸药件的产品制造能力。     

简易数控刃磨机上的旋转锉加工

旋转锉属复杂回转面刀具，需6坐标刃磨机加工，若增加调节参数代替联动坐标轴，仅砂轮x、y、z移动和工件转动4坐标联动则可完成．其成形原理是将工件母线呈水平，工件轴线翘起．过刀具锥顶建立空间坐标系，求出刀具和砂轮轴线矢量及其夹角．并以刀具锥顶和砂轮中心为给定点，算出中垂线长度和到垂足的距离．若2轴线夹角和中垂距相等，2给定点到垂足距离相等，则将其简化为4坐标．该方法已在汉中机床厂简易数控刃磨机上验证．     

柔性线型聚能切割器的应用研究

从聚能射流形成及侵彻理论出发,总结了影响聚能射流穿深的因素,根据这些因素的分析及工程实际条件,设计并制造了一种铅质外壳柔性线型聚能切割器,对10 mm厚的45′钢板和斜支撑上截取的钢板进行聚能切割实验,发现线密度为158 9·m-1,炸高为2.4 mm的柔性线型聚能切割器完全贯穿45#钢板和斜支撑上截取的钢板;把此种柔...     

刀轴侧倾角对薄壁叶片加工变形的影响

加工变形是决定薄壁叶片加工质量和加工效率的主要因素。针对薄壁叶片加工中出现的变形问题,分析了铣削加工中的刀轴倾角,建立了刀具-工件切削力系统下的工件变形模型,并预测加工后薄壁叶片的变形规律。以控制加工变形为目标,为叶片加工规划了合适的刀具路径和加工工艺。设置不同侧倾角的对比实验,测量了切削力和加工变形,并对测量结果进行了分析。实验结果表明,薄壁叶片的实际变形规律与模型预测的结果一致,15°~20°为较优的刀轴倾角。     

防弹玻璃在子弹冲击下的数值模拟研究

为研究防弹玻璃对步枪子弹的防护能力,建立了精细化的防弹玻璃数值模拟方法,分析了多层材料层合而成的防弹玻璃在7.62mm步枪子弹打击下的动力学响应与毁伤机理;通过子弹打击防弹玻璃的试验获得了防弹玻璃的破坏过程,验证了防弹玻璃侵彻毁伤及防护机理。研究表明:文章所用数值模拟方法可准确的描述子弹对防弹玻璃的复杂侵彻过程,可在未来提高防弹玻璃的设计效率。