弹丸侵彻不同间距靶板的过载特征分析

为分析弹丸倾斜入射不同间距硬目标的侵彻过载特征,运用ANSYS/LS-DYNA软件,对弹丸以不同初始速度倾斜侵彻不同间距的三层混凝土靶板的侵彻过程进行了模拟,获取了弹丸侵彻靶板的速度、加速度变化曲线.通过对不同着速弹丸的速度、加速度的变化情况进行分析,总结了其变化规律.分析结果可为以计层计空穴方式起爆的硬目标灵巧引信设计提供理论支撑,同时对抗高过载加速度传感器的选择也具有参考价值.     

弹丸侵彻混凝土目标的热固耦合数值分析

针对侵彻过程中侵彻深度计算不精准的问题,以弹靶模型为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立弹靶模型,对35Cr Mn Si弹丸侵彻C30混凝土靶的侵彻深度进行了计算。以侵彻速度和角度为初始变量设置了33组不同工况,进行了侵彻过程的热固耦合数值分析。提取了弹丸温度场、侵彻深度、侵彻速度衰减等数据进行了深入分析,得出了弹丸侵彻过程中温度升高与侵彻深度之间的关系。结果表明：1）垂直侵彻时,随着侵彻速度的增大,弹头侵蚀加剧,温度变化更显著;2）非垂直侵彻时,温度升高极值点由弹头中心转移至弹丸侧身,弹丸着角增大,温度升高加快,侵彻深度减小;3）侵彻结束时,弹丸温度与侵彻深度成相关比例,相同侵彻角度工况中比例相同。对弹丸侵彻过程中温度场进行分析可提高侵彻深度预测模型的准确性,研究结果可为侵彻引信测试提供参考。     

柱面靶板的运动对动能弹侵彻能力的影响

为了研究柱面靶板的运动对动能弹侵彻能力的影响,使用Truegrid软件建立了弹丸与具有轴向、周向运动速度柱面靶板的有限元模型,并使用LS-DYNA有限元软件对侵彻过程进行数值模拟,计算得到了动能弹质量与速度随时间变化的曲线.结果表明:动能弹侵彻能力受靶板运动的影响较大.在弹丸初速相同的条件下,静靶板被顺利穿透,动能弹质量损失率仅为30.1%;运动靶板未被穿透,动能弹质量损失率高达87.2%,但对靶板的毁伤面积大幅提升;拟合了动能弹沿x,y,z轴方向分速度的变化曲线,并分析了靶板运动的相关影响.为动能侵彻体毁伤高速目标的进一步研究提供了参考.     

叠层靶对低速弹丸的抗侵彻性分析

层间界面位置对由薄厚两层钢板组成的叠层靶的抗侵彻性具有重要影响.本文对低速弹丸侵彻叠层靶问题进行了量纲分析和数值模拟,对层问界面位置对叠层靶抗侵彻性的影响规律进行了研究.分析认为:弹丸低速侵彻中厚靶条件下,随着叠层靶界面位置沿弹丸侵彻方向的移动,叠层靶的抗侵彻性先增大后减小,并存在一个极大值.典型试验结果表明:在给定试验条件下,上下层厚度比为2.0的叠层靶,抗侵彻性明显好于上下层厚度比为0.5的叠层靶.     

一种实用引信电路的仿真与设计

侵彻弹引信的研究是目前引信发展的方向之一，针对打击目标，从侵彻弹引信的要求出发，设计出一种实用的混凝土破坏弹引信电路、先对引信电路进行初步分析和计算，然后利用MATLAB和PROTEL 99SE软件的计算与仿真功能进一步完善电路，在理论分析和静态试验满足要求的基础上，通过靶场试验证明了引信电路的可行性，并对实际中存在的一些问题进行了分析和讨论。     

旋转战斗部侵彻多层间隔靶的终点弹道的数值模拟

针对旋转侵彻战斗部侵彻弹道性能问题,利用非线性显式动力学有限元软件LS-DYNA对旋转战斗部侵彻多层带加强筋结构靶的过程进行了模拟仿真,分析了旋转速度、着靶速度等因素对旋转战斗部侵彻过程的过靶剩余速度和弹道偏移角等侵彻弹道性能的影响.研究结果表明:与无旋战斗部相比,侵彻多层硬目标时,旋转战斗部在一定的转速范围内具有较好的侵彻弹道稳定性;旋转速度的大小和旋转方向影响侵彻弹道性能,在一定的范围内弹道稳定性与转速呈正相关;仿真结果表明着靶速度和转速之间存在某种合理的匹配关系,需进一步探寻两者之间的关系进而达到最佳侵彻效果.     

炮口感应装定系统发送线圈仿真设计

利用有限元分析软件ANSYS,对发送线圈的磁场分布进行了重新分析和计算,并结合炮口感应系统的具体要求,提出了一种适合于引信炮口感应装定系统的磁场均匀度计算的新方法。研究了此方法在发送线圈磁场分布的分析中所带来的独特优点,设计出磁场均匀度更高的发送线圈,有效地提高了感应装定的可靠性,为感应装定系统的设计提供了理论依据。     

装填材料密度对侵彻膨胀弹终点效应的影响

在建立弹靶模型的基础上,采用有限元软件LS-DYNA分别对装填铜,2024-T3铝和尼龙的侵彻膨胀弹以1 500 m/s着靶速度侵彻4340钢靶板的过程进行了数值模拟.结果表明:装填材料对侵彻膨胀弹横向效应的产生有较大影响.一定范围内装填材料的密度越小,PELE速度变化缓慢,而且变化持续时间越长,穿透靶板后的残余速度越...     

弹丸侵彻土壤及混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法，对弹丸侵彻土壤及混凝土复合介质进行二维模拟，给出靶板的破坏变形过程，得到了侵彻过程中弹丸速度变化曲线及侵彻深度与着靶速度的关系曲线．数值模拟结果与已有的实验现象相吻合．从而说明MCA方法在弹丸侵彻复合介质的研究上是很有效的。     

爆燃驱动式射钉侵彻Q235靶板数值模拟

为研究爆燃驱动式射钉侵彻靶板深度的影响因素及规律,对直径7 mm的射钉垂直侵彻20 mm厚Q235靶板进行数值模拟.基于LS-DYNA有限元软件,选择Johnson-Cook本构模型和Gruneison状态方程对射钉侵彻靶板过程进行仿真模拟,并通过侵彻试验验证模型的合理性.采用所建立的仿真模型,模拟分析射钉的头部锥角和材料强度、炸药驱动力、射钉与靶板初始间隙等因素对Q235靶板侵彻深度的影响规律.结果表明:随着射钉头部锥角增加,侵彻阻力不断增大,射钉最大速度逐渐减小,侵彻深度及有效侵彻深度不断减小;射钉材料的静屈服强度低于700 MPa时,由于钉体发生明显的墩粗变形,侵彻深度较浅,而高于700 MPa时,射钉材料的静屈服强度对侵彻深度影响较小;炸药爆燃产生的气体压强低于150 MPa时,侵彻深度随气体压强增大近似呈线性增加,而高于150 MPa时,靶板背面变形使应力得到释放,侵彻深度显著提高;随射钉与靶板初始间隙增加,射钉在接触靶板前可获得更高的速度,侵彻深度不断增大,但超过20 mm后,初始间隙对侵彻深度基本没有影响.     

层压复合材料靶板的准静态侵彻性能研究

利用MTS测试系统对层压复合材料靶板的准静态侵彻性能进行了试验.考察了Twaron、PVA(TS)、PVA(TP)3种靶板的靶板阻力和穿孔能量与靶板厚度或面密度的关系;对不同厚度层压板构成的靶板组合体的测试结果表明:靶板中分层的存在,将降低靶板的最大侵彻阻力和能量吸收能力,预置分层的靶板结果却有所不同,主要原因是由于两者对侵彻的响应行为有很大差异;试样的尺寸对准静态侵彻过程中能量的吸收有着很大的影响,证实了靶板的整体响应是能量吸收的重要途径.     

弹丸侵彻铝合金靶过程的装药剪应力动态响应

为研究弹丸侵彻硬质目标过程的装药剪力变化规律,运用LS-DYNA动力分析软件对弹丸侵彻铝合金靶过程进行数值模拟并分析了观测点的剪应力.结果表明：侵彻过程中的装药前端沿径向方向,越靠近装药边缘剪应力和残余剪应力越大;中部和后部变化不明显;沿装药轴向,越远离装药头部剪应力和残余剪应力越小.模拟结果对装药弹丸的设计及安全性研究具有参考意义.     

陶瓷/FRP复合靶板抗破片侵彻数值模拟

复合装甲的高速侵彻过程一直是军事和结构领域所关注的问题。在大量破片侵彻试验的基础上,利用非线性有限元分析软件LS-DYNA对破片侵彻陶瓷/FRP复合靶板的过程进行了数值模拟,研究了侵彻过程靶板的破坏形式,分析了侵彻过程中破片速度的变化,以及不同厚度陶瓷对剩余速度的影响,并通过与试验数据的比较,验证了数值模拟在分析破片剩余速度和靶板破坏形式等方面的有效性。     

双流低频电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了双流低频电磁连铸过程中磁场分布规律.建立了单、双流低频电磁连铸中包括铸锭、结晶器、线圈和屏蔽罩的二维轴对称有限元模型.利用ANSYS软件包进行划分网格及计算,模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布.研究了电流频率、电流强度、电流方向和线圈距离对金属熔体内磁感应强度的影响.计算结果表明：单流时,电流频率升高,磁感应强度降低;电流强度增大,磁感应强度升高.双流时,无论电流方向是同向还是反向,同一铸锭的远端磁场强度要大于其近端磁场强度,相邻线圈电流方向为反向时,铸锭内磁场强度高于相邻线圈电流方向为同向的情况;增大线圈之间的距离时,铸锭远端和近端的磁感应强度的差值降低.     

弹丸斜侵彻多层金属间隔靶特性研究

通过对不同初速和着靶角度的弹丸侵彻多层金属靶的数值模拟以及仿真结果与试验的对比分析,得出了弹丸与间隔靶作用过程中的物理图像和时空演变规律.研究结果表明:随着弹丸对不同层的侵彻,弹丸速度呈台阶式下降,弹丸姿态随弹丸穿靶过程中速度的减小而改变加剧;弹丸速度快速下降的时空点对应于弹丸的过载峰值位置;弹丸速度的阶跃次数和过载峰值次数与弹丸侵彻靶板的层数相一致;随着着靶角度和弹丸初速的增加,弹靶作用过程中弹速、过载和攻角在对应位置上均呈增加趋势.     

外部磁场对电-磁场协同增强HiPIMS放电及V膜沉积与性能的调制

为了获得新型HiPIMS稳定放电及制备优质膜层时的最优外部磁场参数,研究外部磁场变化对电-磁场协同增强高功率脉冲磁控溅射((E-MF)HiPIMS)放电及沉积特性的调制过程。在其他工艺参数保持不变的情况下,研究了外部磁场(线圈电流)对HiPIMS钒(V)靶放电规律以及V膜微观结构和性能的影响。采用数字示波器监测HiPIMS放电行为,利用XRD、SEM、AFM、摩擦磨损试验机及电化学腐蚀法等表面分析方法,研究V膜相结构、表面形貌、截面形貌、耐摩擦磨损性能及耐腐蚀性能等沉积特性。结果表明:随线圈电流的增加,基体离子电流密度逐渐增加,当线圈电流为6 A时基体离子电流密度最高可达209.2 mA/cm~2。V膜的相结构仅为V(111)但其晶面衍射峰强度随线圈电流的增加而逐渐增加。V膜表面呈现出典型的圆凹坑状形貌特征,其表面粗糙度先减小后增大且最小仅为10 nm。当线圈电流(4 A)较低时V膜生长表现为致密细小的晶体生长结构,膜层沉积速率随着线圈电流的增加而增加。当线圈电流为4 A时,V膜样品的摩擦系数最小、耐磨性最优,同时V膜样品具有最好的耐蚀性。     

弹丸侵彻混凝土介质的MCA方法研究

采用MCA方法,对弹丸侵彻混凝土介质进行二维模拟,不同元胞尺寸的模拟结果表明,侵彻深度要达到类似试验结果,采用3mm以下的元胞尺寸是必要的。给出靶板的破坏变形过程,得到了弹丸速度与时间变化曲线及着靶速度与侵彻深度的关系曲线,该模拟结果与试验所得数据基本吻合,从而说明MCA方法在弹丸侵彻混凝土介质的研究上是很有效的。     

钨合金穿甲弹侵彻钢靶开坑阶段的MCA模拟

用可移动元胞自动机数值模拟方法,对钨合金(93W)穿甲弹侵彻装甲钢靶板进行二维数值模拟.直观描述侵彻开坑阶段冲击应力波对材料结构的破坏作用和钢靶金属在弹头冲击侵彻压力作用下的破碎反向流动现象,较好解释了开坑阶段的穿甲机理,与试验符合很好,为分析穿甲侵彻过程提供了直观的重要数据.同时也证明本方法是分析模拟高速侵彻问题的有效工具.     

基于ANSYS/LS-DYNA的高楼灭火弹侵彻玻璃数值仿真

利用单兵发射火箭弹改进的灭火弹作为传统灭火途径的有利补充,发射后顺利进入火场的可靠性需要进行验证.通过弹丸对玻璃靶板碰撞过程的模拟讨论高楼灭火弹进入火场的可行性.利用ANSYS/LSDYNA软件在侵彻靶板过程中对弹体的应力变化和玻璃撕裂情况进行仿真分析.仿真结果表明:所设计的弹丸能够有效击穿高层建筑专用玻璃,可靠进入火场,弹体强度满足侵彻要求.仿真结果可为高楼灭火弹的进一步研究提供了参考依据.     

电子束在横向磁场下偏移量的修正

为了衡量电子在横向磁场下的偏移量的实验中所测数据的优劣性,分析了电子在横向磁场下的偏移原理,,通过亥姆霍兹线圈全空间磁场的计算和磁场均匀性范围的分析;修正了电子在匀强磁场中偏移距离与磁感应强度的关系式,得到了电子在磁场中的偏移距离与产生匀强磁场的电流以及磁场大小的偏差率之间的关系以及成立的条件.当亥姆霍兹线圈的半径给定时,电子偏移距离与电流满足非线性关系.亥姆霍兹线圈的半径越大,可获得在较小磁场偏差率下的匀强磁场区域越大.通过修正的表达式可更好的判断数据的优劣,估计实验误差的大小.