钨合金弹侵彻运动圆柱壳靶板的数值模拟

采用有限元软件,对钨合金弹以不同速度侵彻具有不同横向运动速度的圆柱壳靶板的过程进行了数值模拟。计算结果表明,钨合金弹的剩余速度和剩余动能随着靶板的横向速度的增大而急剧降低,随着钨合金弹的侵彻速度的增大而增大,而靶板横向速度对钨合金弹剩余速度的影响在低速侵彻时比高速侵彻要大。     

M855A1步枪弹侵彻钢靶板数值仿真

M855A1是一种采用新型穿甲弹结构的小口径步枪弹,较M855步枪弹主要优化了硬目标穿甲与软目标杀伤性能。为研究其穿甲性能,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同射程下M855A1步枪弹侵彻结构钢靶板、装甲钢靶板的过程进行数值仿真,分析穿甲过程中弹头与钢靶板的变形和损伤演化,并对射程与极限穿透厚度的关系进行函数拟合,拟合精度高于99%。结果表明,M855A1步枪弹能基本满足现代小口径步枪弹对穿甲性能的需求,其结构在低速、薄靶条件下对弹体动能、质量的利用效率较高。     

两种国产自动步机射击之感受

81式班用枪族和95式班用枪族先后在部队列装,许多专家和同行对这两种枪族的优劣发表过论述和见解.笔者以自己射击81式自动步枪和95式自动步枪的实践为例,谈几点感受. 1打一打,试战术性能强弱 衡量一种武器性能优劣,最具说服力的方式就是把它拿到实战中进行检验.为检验95式自动步枪与81式自动步枪的战斗性能,笔者分别使用这两种枪械,在不同距离上,对多种目标,采用多种姿势,进行单、连发射击,试验结果如下. 1.1侵彻力与致伤效果试验 在100m距离上,81式自动步枪发射56式7.62mm普通弹,弹头只能贯穿6mm厚的A3钢板,而95式自动步枪发射87式5.8mm普通弹,即使是在300m距离上也能穿透10mm厚的A3钢板.在模拟致伤效果试验中,81式和95式自动步枪,使用普通弹,在100m距离上,对30cm见方的肥皂进行模拟人体肌肉组织致伤对比试验,结果7.62mm枪弹比5.8mm枪弹出口小40%,说明5.8mm枪弹比7.62mm枪弹致伤效果要好.     

读者信箱

问:进行射击试验时常常提到温枪、温弹,各指什么?山东临沂胡瑞敏答:为排除温度对枪械／枪弹性能的影响,保证试验结果的客观性、一致性,在试验前通常先要把参试的枪械／枪弹放置在保温箱中在一定的温度下进行一定时间的保温,这一做法称为温枪／温弹。另外,在正式试验前先射击1～2发枪弹,用于消除温度对武器射击精度的影响,也称为温枪。     

弹丸在高速侵彻过程中能量消耗的影响因素分析

针对实际弹靶试验中存在的靶板不规则和固定方式对试验结果的不确定影响,采用数值仿真的方式对靶板在不同的边界条件和不同几何尺寸下的弹丸耗能做了对比研究。将500 mm×500 mm×25 mm靶板四周完全固定作为基准,通过改变靶板几何尺寸和四周的固定方式,研究在入射条件不变时弹丸出靶速度和弹丸动能消耗的变化,得到的结果显示,平头弹侵彻过程中的耗能较球头弹和锥头弹更多,但靶板面积的变化对耗能比的影响不大,依仿真结果对相关试验方式给出了具体建议。     

5.8毫米枪弹之多少

正俗话说,"外行看枪,内行看弹"。枪做得再漂亮,再完美,也只是起到一个发射平台的作用,真正发挥杀伤作用的还是枪弹。作为步兵主用武器,枪械的使命任务不同,配备的弹种也多种多样,打击人员的时候,有杀伤弹;毁伤车辆等装甲目标时,有穿甲弹。有时是一种枪械发射不同类型的枪弹,有时为了满足通用性要求,一个弹种也要适应不同类型的枪械,这也给使用者造成诸多的麻烦,有些弹种虽然口径相同,但实际上并不通用,这就烦上加烦了。5.8毫米枪弹是我国自行论证、设计并装备部队使用的小     

基于量纲分析法的动能弹侵彻深度计算公式

为了克服现有的动能弹侵彻深度经验公式存在的适用条件有限、局限性较大等方面的不足,考虑动能弹侵彻过程与布氏硬度钢球压入过程具有相似的破坏形式,基于能量守恒和转化定律以及动能原理,采用量纲分析法,依托布氏硬度计算公式推导了动能弹侵彻深度计算公式,并提出了侵彻效率和侵彻效率系数的概念。分别选取多组半球形和截卵形弹头动能弹中低速侵彻岩石、金属和混凝土的文献数据,考虑不同类型材料硬度的表征方法,计算侵彻效率系数和侵彻效率,并对侵彻效率与速度的相关性进行了评价。计算结果表明：动能弹侵彻岩石、高强钢、铝合金、混凝土的侵彻效率分别在1.19%～2.27%、1.13%～2.03%、0.71%～4.77%和4.49%～13.0%范围内;通过数据拟合,发现同一种类型动能弹侵彻效率与弹丸速度有较好的相关性,大部分可决系数都超过0.74;使用不同规格弹丸侵彻相同靶体材料时,侵彻效率与速度拟合关系的系数离散性都很小,岩石、高强钢、铝合金、混凝土的变异系数分别为0.07、0.23、0.16、0.19;计算结果说明推导出的动能弹侵彻深度计算公式合理可靠。     

柔性防暴弹致伤威力评估技术研究

鉴于柔性防暴弹对目标致伤时弹丸会发生形变,导致弹丸的比动能难以有效测定,对弹药的致伤威力无法进行准确评估。为真实反映柔性弹药致伤效果,采用3种评价方案：传统致伤威力评估方案、生物致伤威力评估方案和基于冲击压力的致伤威力评估方案,对柔性防暴动能弹致伤威力进行实验研究。实验结果表明：传统致伤威力评估方案不适用于柔性弹致伤威力评估;柔性弹致伤威力评估可采用基于冲击波压力的致伤威力评估方案,运用“四分之一规则”对致伤威力进行评估。     

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。     

输弹进弹纵横谈（一）

枪械发射时,首先要将枪弹输入弹膛,然后瞄准,扣扳机击发。 根据枪械输弹、进弹中所采用的方式,一般将其分为手动装填和自动装填。手动装填是指一系列的动作均由手动完成,如打开弹膛,从弹袋中取出枪弹,枪弹装入弹膛,关闭弹膛等;而自动装填是指这一系列动作均由专门的机构完成。本文为读者介绍的就是自动枪械的供弹机构。     

橡皮弹对生物钝击损伤效应试验研究

为探究橡皮弹打击下生物损伤机制，开展橡皮弹打击生物损伤效应弹道试验。以生物的伤情特征和行为反应为表征量，分析了橡皮弹的速度、硬度、口径对生物损伤效应的影响。结果表明：生物皮肤伤情特征以皮损、苍白和红晕为主，红晕区与苍白区存在明显不连续间断，皮损区和苍白区形成与弹头剪切作用有关，红晕区由皮肤压缩和拉伸变形协同造成；同种橡皮弹打击生物胸腹部，随着速度的增加，皮肤伤情变得严重，但皮损区直径几乎不变；橡皮弹打击生物胸部，单一变量法分析造成皮肤可见伤情（指皮损、红晕或苍白，下同）所需的比动能，70 HA硬度橡皮弹＜45 HA 硬度橡皮弹＜20 HA硬度橡皮弹，32 mm口径橡皮弹＜16 mm口径橡皮弹＜8 mm口径橡皮弹，即橡皮弹硬度和口径越大，造成皮肤可见伤情所需比动能越小，同时口径越大，造成持续尖叫、惊跳或意图逃跑等生物明显异常行为反应所需比动能越小；50%明显异常行为反应风险概率的比动能高于50%皮肤可见伤情风险概率的比动能。     

弹头角速度与侵彻倾角对铝合金薄板损伤分析

快凝耐热铝合金已广泛应用于水陆两栖装甲车与轻型装甲侦察车车身等结构,由于车身铝合金材质的薄弱部件易受子弹撞击,导致车身关键部位所受损伤与破坏问题较为严重,因此有必要对铝合金薄板被子弹击穿时的损伤特性开展研究。本文通过ABAQUS仿真平台建立铝合金薄板与子弹弹头的显式动力学模型,研究了7.62 mm与9 mm两种不同口径的子弹弹头侵彻倾角、弹头自身角速度等参数对高强度铝合金薄板的损伤特性。结果表明:在相同侵彻倾角与子弹初速与角速度的情况下,9 mm子弹弹头对铝合金薄板造成的损伤程度更大,使薄板受到更大冲击; 7.62 mm子弹弹头对铝合金薄板的侵彻力度更大,有更好的贯穿特性; 随着子弹角速度的增加,两种型号子弹弹头对铝合金薄板破坏程度先增大后减小,角速度为2 000 rad/s时达到临界值; 侵彻倾角影响矩形模板破坏程度,但该影响存在临界值,到达临界值前,子弹穿透能力较小; 到达临界值后,继续增大倾角不再增大穿透能力; 同时随着倾角的增大,9 mm子弹弹头对铝合金薄板生成的动能总体均先增大后减小,倾角为45°时对矩形模板产生的动能最大。     

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。     

热身管下小口径枪弹弹头壳材料对其膛内运动的影响规律

针对95-1式自动步枪多发射击过程中枪管温度过高、射弹散布变大的现象,以5.8 mm枪弹为研究对象,开展热身管下不同弹头壳材料对其膛内运动的影响规律研究,并通过射击试验进行验证。基于传热学基本原理,借助有限元手段建立多物理场耦合下弹头膛内运动模型。研究结果表明：常温时铜弹头壳弹头膛内摆角小于覆铜钢弹头壳弹头,增幅随身管温度升高明显;相同膛压条件下,铜弹头壳弹头出膛口速度低于覆铜钢弹头壳弹头,在射击30发和60发后,铜弹头壳弹头出膛口速度随着身管温度升高分别减小2.2 m/s、1.8 m/s,膛内运动时间增加2.6μs、4.7μs,覆铜钢弹头壳弹头出膛口速度分别降低0.7 m/s和增大1.4 m/s,膛内运动时间减小1.7μs、0.8μs;所得研究成果可为轻武器弹药设计提供理论参考。     

基于Sobol和EFAST法的枪弹转动角速度全局灵敏度仿真分析

为开展外弹道测试、动力学特性研究等需要,经常在枪弹外部安装各种用于飞行状态测量的装置。由于枪弹在发射及飞行中的状态受到各种随机因素的干扰,直接影响测量输出。为更好地开展试验设计及相关数据处理工作,采用姿态测量装置测量枪弹转动角速度的方案,以5自由度刚体弹道方程组为基础,采用基于蒙特卡洛打靶的Sobol全局灵敏度分析方法和傅里叶幅值灵敏度检验扩展法(EFAST),就姿态测量的输出对初速跳动、起始扰动等因素的敏感程度开展定量研究。定量分析结果表明：1)初速和初始攻角对姿态测量装置沿弹体径向的输出影响较大,初速对姿态测量装置轴向输出的影响较大;2)Sobol法和EFAST法均可定量分析参数对输出变量的贡献率,但EFAST法的计算更为稳健、高效。     

轻武器杀伤效能评估理论与计算

为了有效评估轻武器杀伤效能,对轻武器杀伤效能进行理论评估与计算。以终点弹道理论和创伤弹道学理论为依据,建立球型破片和枪弹在明胶中的运动模型,采用龙格—库塔法对运动模型进行编程,计算出杀伤元的侵彻速度与侵彻深度随时间的变化曲线,从而预测出杀伤元在明胶中传递的能量,再将其应用于几种常用的基于能量传递的轻武器杀伤效能评估模型中,即可快速评价杀伤元的杀伤效能。实例计算结果证明：该方法简单、方便,可为轻武器研究、设计、论证提供参考。     

牛皮模拟靶标的弹道损伤特性

为研究牛皮模拟靶标与人体皮肤的相似性,开展离体牛皮和活体动物的弹道冲击试验以及离体牛皮的力学性能试验.分析牛皮力学性能、极限穿透特性,以及动物和牛皮的冲击损伤特征.结果表明:牛皮与人体死尸(PMHS)皮肤的拉伸失效过程表现出相似的3段:缓慢上升、线性上升、急速下降,应变能密度、失效强度和失效应变相对误差分别为6.56％...     

中心炸管内调速挡板对子弹抛撒速度影响的研究

基于ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元方法对内置调速挡板型中心炸管式子母弹的抛撒进行数值模拟分析是高效的.为了研究调速挡板对各方向上的子弹抛撒速度及其载荷分布的影响,基于某航空子母弹模型,将挡板的覆盖区域作为研究对象,设置了3种不同工况.数值模拟结果表明,在中心管内设置挡板会对子弹抛撒速度产生显著的影响,且子弹...     

复合材料层合板的抗弹性能模拟分析

采用有限元软件ABAQUS模拟圆锥头弹体正冲击纤维增强复合材料层合板,分析了不同层数层合板在不同冲击速度下,子弹初始速度和剩余速度的关系以及层合板的等效应力云图和破坏特征云图.结果表明:在保持单层板厚度不变时,增大层合板层数可显著增强层合板的抗弹性能;子弹的剩余速度与初始速度关系曲线变化特征为先突变后平缓变化再呈线性关系;层合板的等效应力的最大值由接触点扩展到四周固定边界,最后到击穿区域周围局部单元;复合材料层合板在高速冲击下直接发生剪切破坏,而在低速冲击下先达到一定挠度然后发生破坏,为纤维拉伸破坏.