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。     

小口径穿甲爆破弹侵彻钢板装药安定性仿真

为了给装药弹丸设计提供参考,运用ANSYS/LS-DYNA软件对某小口径火炮穿甲爆破弹侵彻钢靶板过程进行仿真,得到了弹丸着角、着速和靶板厚度对装药安定性的影响。结果表明:随着着速增大,装药的安全性越来越差;随着着角增大,装药的安定性先变好再变差,着角为70°和80°时装药安定性不如着角0°时,说明大着角对装药安定性不利;靶板增加到一定厚度时弹丸装药不安全。     

考虑攻角的动能杆条对TBM目标穿甲模型研究

为改进原来杆条斜穿甲方程的缺陷与不足,正确反映实际情况中杆条剩余速度、剩余质量与攻角、着角之间的关系.根据战术弹道导弹的目标特点,从动能杆条的终点穿甲机理出发,在参考原始弹道研究的破片穿甲方程和动能杆条正穿甲方程以及修正的杆条斜穿甲方程基础上,构造了模型简化过程,建立了新的修正的动能杆条斜穿甲带攻角穿甲计算模型.通过数值仿真,得到了杆条剩余速度、剩余质量与攻角、着角之间的变化规律,并且数值模拟结果与文献试验结果较为吻合,验证了模型的准确性.说明了新建立的穿甲模型的正确性,其更适用于实际情况.     

着靶攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹侵彻性能的影响

为研究着靶攻角对尾翼稳定脱壳穿甲弹侵彻性能的影响,利用非线性动力学分析软件对脱壳穿甲弹高速斜侵彻匀质钢靶进行数值模拟,验证了脱壳穿甲弹斜侵彻半无限靶板不同阶段的作用过程。理论计算和数值模拟表明:脱壳穿甲弹以非零攻角侵彻靶板时,开坑阶段压力降低少;着靶攻角为正时,弹体向有利于穿透的一侧偏转;攻角δ等于+2°左右时,穿甲效果最佳。     

杆式动能体侵彻移动靶板数值仿真研究

为研究不同速度的杆式动能体以不同攻角、不同着角对不同移动速度的靶板侵彻毁伤效果,运用ABAQUS软件对侵彻过程进行数值模拟,仿真得到不同初速的动能体以不同攻角、不同着角侵彻不同速度移动靶板后的速度、偏转角、扭转角、剩余质量及对靶板的毁伤面积。结果表明:就穿甲能力而言,攻角在60°左右最好;就毁伤效应而言,在一定的速度下应是攻角越小或者越大越好;相对于正穿靶,动能体以一定着角斜穿靶其毁伤效果大幅下降。     

半穿甲炮弹对小型舰船目标毁伤效能评估研究

以新型大口径舰炮武器系统综合论证和作战效能评估为背景,研究大口径半穿甲炮弹对典型小型舰船目标的毁伤效能评估问题。对典型舰船进行目标特性分析,设计了两种典型船体靶板毁伤试验及数值仿真,明确了靶板破坏形态和破口直径,并由此验证了数值仿真模型及材料参数的准确性。在此基础上进行实尺度半穿甲炮弹对典型舰船侧舷毁伤的数值仿真,得到了半穿甲炮弹起爆位置及着角对舰船侧舷的毁伤特性数据。进而提出了炮弹炸点位置与侧舷结构毁伤后舱室进水情况的判据,建立了半穿甲炮弹作用于舰船目标的终点毁伤效能数学模型。以典型中小型舰船为实例进行了计算,结果表明提出的数学模型可用于分析半穿甲炮弹命中精度、起爆位置和着角等对舰船目标的毁伤效能,当炮弹着角为45°、起爆相对位置为0.5L时对舰船结构毁伤效果最好,解决了大口径半穿甲炮弹对典型中小型舰船目标毁伤效能评估的关键技术,可为新型舰炮武器系统综合论证和作战效能评估提供一定技术支撑。     

攻角影响战斗部侵彻效应数值模拟分析

针对攻角影响战斗部侵彻效应问题,利用LS-DYNA 3D非线性动力学仿真软件对单一动能战斗部在攻角条件下侵彻混凝土靶、随进战斗部在攻角条件下侵彻预置侵孔混凝土靶的过程进行了数值模拟,从剩余速度和剩余动能的角度探讨了攻角对战斗部侵彻效应的影响特性。结果表明,攻角会降低战斗部的侵彻效应,尤其会降低随进战斗部的侵彻效应,攻角为3°时,单一动能战斗部的侵彻效应降低约5%,随进战斗部的侵彻效应降低约7%。     

脱壳弹穿甲后效及引燃性能的试验研究

利用25高炮发射进行了穿甲试验、毁伤后效试验及引燃试验,选用试验弹模拟1000m着速,依次射击25 mm/60°均质装甲板、飞行器设备舱模拟靶、武装直升机有防护驾驶舱模拟靶、地面装甲车燃油箱模拟靶,得到了对不同目标靶试验后的弹体穿甲威力及后效性能和引燃燃油性能相关数据,对脱壳弹的结构设计和毁伤评估有一定参考价值.     

有攻角动能弹垂直侵彻混凝土靶板特性研究

为弄清有攻角动能弹垂直侵彻混凝土靶板的特性,利用非线性动力分析软件LS-DYNA3D,对混凝土靶板与弹体分别选用HJC与Johnson-Cook材料模型,就垂直侵彻情况下攻角对侵彻的影响进行了一系列数值模拟。详细描述了有攻角动能弹侵彻靶板的基本现象,指出了攻角不同时弹头的四类侵彻路径,给出了有、无攻角时竖直方向加速度变化规律,分析了攻角对侵彻深度的影响,比较了不同弹速条件下攻角对侵彻的影响程度。     

高密度非晶金属基复合材料穿甲威力研究

利用ANSYS和靶试研究高密度非晶金属基复合材料和93钨合金弹芯穿甲威力。结果表明:在弹芯着靶速度为(1 400±20)m/s时,非晶金属基复合材料弹芯平均穿深为69.7 mm,单位穿深所需平均动能为625.3 J/mm,分别较93钨合金弹芯高20%和低17%;高密度非晶金属基复合材料具有更高的穿甲威力归功于材料更高的动态压缩强度和穿甲过程中的自锐行为。     

垫块结构对PELE横向效应的影响

为了研究垫块结构对PELE侵彻钢筋混凝土靶开孔尺寸的影响,在分析侵彻过程受力情况的基础上建立了工程模型,利用数值仿真和试验研究的方法分析了具有不同压力角垫块结构的PELE侵彻钢筋混凝土靶,与未添加垫块结构PELE侵彻钢筋混凝土靶进行了对比分析,工程模型对垫块压力角的计算结果与试验结果吻合较好。结果表明:垫块的压力角大小对PELE侵彻钢筋混凝土靶的横向效应影响显著,且存在最优压力角;添加垫块并且改变压力角大小可以增强PELE的横向效应;具有45°压力角的垫块结构和未添加垫块的PELE侵彻钢筋混凝土的作用机理相差较大。     

内装炸药两种弹丸侵彻过程中装药安定性数值分析

为了考察某携药子弹在侵彻过程中的装药安定性能,利用LS-DYNA3D动力学分析软件对两种壳体的子弹在带有着角和攻角的不利情况下对靶板的侵彻过程进行了数值模拟。通过三维仿真得到有关子弹侵彻过程中两种壳体的等效应力及炸药所受压力的时程曲线。结果表明:两种壳体完整,均对中心装药起到了很好的保护作用,黑索金炸药安定性判据合格,为携药子弹壳厚选择及炸药安定性能的研究提供了依据。     

聚能射流对间隔靶板的侵彻深度模型及数值模拟研究

建立聚能装药射流垂直/斜侵彻间隔靶板的深度公式,完善聚能射流对间隔靶板的侵彻深度模型。并对其侵彻间隔钢靶板过程进行数值模拟,分析聚能射流和间隔钢靶板的形貌,说明间隔钢靶板法线与聚能射流夹角对射流干扰影响的基本规律,即夹角越大干扰效果越明显。当间隔钢靶板法线与聚能射流夹角为0°和60°时,聚能射流侵彻深度的理论和数值模拟结果基本一致,说明聚能射流侵彻间隔靶板的深度模型基本正确。     

陶瓷橡胶复合装甲防护性能影响因素研究

为研究倾角和复合靶板各层厚度变化对陶瓷橡胶复合靶板防护性能的影响,通过优化对比网格划分疏密程度,获得与实验较接近的仿真结果,在此基础上,对倾角或复合各层靶板厚度不同时聚能射流侵彻陶瓷复合靶板的过程进行数值模拟仿真研究。结果表明:随着倾角的增大,陶瓷橡胶复合靶板对聚能射流的扰偏作用越明显,射流剩余速度越低,偏转角越大,复合靶板的防护性能越强;当复合靶板各层厚在3~5 mm内变化时,利用正交试验的方法得到面板厚为5 mm、夹层厚为3mm和背板厚为5 mm,复合靶板的防护性能相对较强。     

考虑边界约束弹体斜侵彻混凝土的研究

运用LS-DYNA对不同边界的侵彻过程进行了数值仿真,将仿真得到的侵深、偏转角,与按公式计算进行对比,表明考虑自由边界约束的侵彻深度比无反射边界时的侵彻深度大,且倾角对侵彻深度和偏转角的影响程度随着倾角的增大逐渐增大。将仿真结果与试验数据对比,验证了边界约束对侵彻深度的影响,为半无限靶与有界靶体的侵彻机理研究提供了参考。     

弹头形状对侵彻多层靶弹道的影响

为了提高侵彻弹斜侵彻多层混凝土靶过程弹道稳定性,提出了头部刻槽形弹体结构和尖卵形弹体结构设计。基于LS?DYNA软件开展数值模拟计算,并进行了两种弹体侵彻10层混凝土靶试验。研究表明:在侵彻单层混凝土薄靶的过程中,随初始攻角增大弹体姿态偏转角度增大,刻槽形弹体相对尖卵形弹体姿态偏转相对较小。对比侵彻10层混凝土靶试验结果,刻槽形弹体相对尖卵形弹体可显著减少弹体偏转姿态,具有较好的侵彻弹道稳定性。     

动能弹斜侵彻钢筋混凝土性能影响研究

为研究不同倾斜角、攻角对动能弹侵彻钢筋混凝土性能的影响,采用AUTODYN有限元软件对该问题进行分析,获得不同倾斜角、攻角下动能弹贯穿钢筋混凝土靶板的速度降曲线及横向偏移距离。结果表明:随侵彻倾斜角、攻角的增大,动能弹贯穿靶板后速度降越大、剩余动能越小,横向偏移距离越大;弹着点在钢筋网节点上时钢筋混凝土抗侵彻性能更高。     

狙击弹穿透玻璃后的偏转特性研究

针对狙击手隔着玻璃准确击中目标的问题,对狙击弹穿透玻璃的弹道进行数值模拟。以7.62 mm 狙击子 弹为研究对象,运用ANSYS/LS-DYNA 软件建立有限元模型,分析不同入射角下是否有攻角、转速对穿透玻璃后子 弹偏转的影响,得出不同组合下的影响规律。仿真结果表明：入射角越大,穿透玻璃后子弹偏转距离就越大;有攻 角时,狙击弹穿透玻璃飞行距离越远,偏转距离越大;转速对穿障后子弹偏转距离的影响较小。     

无人机软着陆气囊缓冲特性研究

以上单翼布局无人机为对象,建立软着陆气囊缓冲系统的简化解析模型,开展了气囊软着陆系统缓冲特性的研究。在此基础上,进一步确定气囊设计参数的可行取值域,选取气囊初始设计参数。之后,构建缓冲系统的动力学有限元模型,分析了气囊设计参数及着陆姿态对于缓冲效果的影响。研究结果表明,正常着陆工况下,解析模型得到的气囊设计参数对无人机质心过载峰值的影响规律与有限元分析结果基本一致,不过由于解析模型中引入了多个假设,两种方法得到的过载峰值大小存在差异。当着陆存在初始姿态角时,会加重无人机缓冲过程中的俯仰与滚转运动,易造成机体的损坏。为了避免二次硬冲击带来的局部意外损害,提出一种组合型气囊设计方案。仿真分析表明,应用组合型气囊可以在缓冲后段提供有效的软支撑作用,避免无人机发生二次硬冲击和反弹翻覆。     

着靶角度对PELE侵彻钢筋混凝土扩孔效应的影响研究

为了探究着靶角度对PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔效应的影响规律,建立了PELE侵彻钢筋混凝土靶的仿真模型,并且利用侵彻试验结果对仿真模型的准确性进行验证。在0～75°着靶角度范围内,从壳体变形模式、靶板扩孔直径等角度开展了PELE侵彻钢筋混凝土扩孔效应的影响规律与机理研究。研究结果表明:在0～30°着靶角度内,靶板的扩孔尺寸随着角度增大而增大,最大约为4.4倍弹径,并且PELE对钢筋混凝土靶板的破坏功增多; 随着着靶角度进一步增大,靶板的扩孔尺寸反而减小,PELE对钢筋混凝土靶板的破坏功也随之减少。此研究规律可对侵彻毁伤评估、新型动能武器系统设计提供技术支持和理论依据,并可用于指导钢筋混凝土防御工事设计。