无量纲参数对破片弹道极限速度的影响

为开展93W钨合金破片对616装甲钢侵彻性能的研究,通过弹道枪试验分别对立方破片(底面为正方形)和圆柱破片进行了弹道极限速度测试,并基于试验结果对理论公式进行了修正,修正后的公式可应用于预测破片弹道极限速度。将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了材料的可靠性,根据破片初速及剩余速度建立回归方程,外推得到破片的弹道极限速度,并进一步研究了无量纲弹长及无量纲靶厚对弹道极限速度的影响。结果表明,当确定破片及靶板的材料后,弹道极限速度仅与无量纲弹长和无量纲靶厚有关; 当无量纲弹长与无量纲靶厚确定后,破片形状对弹道极限速度的影响非常明显,立方破片更容易穿透靶板。当无量纲靶厚为1.6时,破片正侵彻12 mm厚度的靶板,弹道极限速度随破片无量纲弹长的增加而加大,且无量纲弹长每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约45 m/s; 当无量纲弹长为1.0时,破片正侵彻不同厚度的靶板,弹道极限速度随无量纲靶厚的增加而加大,且无量纲靶厚每增加0.1,破片的弹道极限速度增加约50 m/s。     

钨合金球形破片侵彻低碳钢的弹道极限速度计算模型

为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应...     

TC4钛合金板对球形弹抗冲击损伤特性研究

为研究钛合金板在球形弹冲击下的弹道性能与失效特性,在一级气炮进行弹体正冲击靶板试验,获取弹体的弹道极限速度和速度曲线。用有限元软件Abaqus建立弹体撞击靶板的仿真模型,计算获取弹体不同入射角冲击靶板的弹道极限速度,验证数值仿真模型及参数有效性。结果表明:质量为8.35 g的刚性球形弹冲击厚度为2 mm的钛合金板时,数值仿真的弹体弹道极限为231 m/s,试验为233 m/s,两者相差0.86%。随弹体冲击角度逐渐增大,靶板弹道极限逐渐增大,靶板的拉伸撕裂程度更严重。     

复合反应破片对钢靶侵彻的实验研究

研究了钢壳与两种配方反应材料组成的复合反应破片对薄钢靶的侵彻毁伤效果,利用12.7 mm口径弹道枪发射复合反应破片和惰性破片对A_3钢板侵彻试验,采用高速摄影观察破片穿靶过程.试验结果表明,两种配方复合反应破片侵彻靶板过程中都产生燃爆效应,钛粉和聚四氟乙烯配方反应材料复合反应破片的爆燃效果好于铝粉和聚四氟乙烯配方;复合反应破片穿靶过程毁伤能力随壳体厚度增加而增大;复合反应破片的穿靶孔径比同尺寸惰性破片提高约40%.     

大当量杀伤战斗部破片飞散特性试验方法研究

目前靶场主要依据"GJB3197炮弹试验方法"对榴弹进行破片飞散特性试验,由于建靶材料和布靶方式的局限性,球形靶试验方法只适用于口径155mm以下的弹药,不能对大当量杀伤战斗部进行测试。通过分析球形靶试验原理和战斗部的理论飞散特性,改变建靶材料,以钢板靶代替松木靶,采用矩形靶、L型靶布靶方式,实现了大当量杀伤战斗部的破片飞散特性测试。该方法遵循球形靶试验原理,已用于靶场测试和评估大当量杀伤战斗部破片飞散特性。     

破片斜侵彻靶板弹道极限速度分析

文中以球型破片为对象,采用实验和仿真方法研究了钨球斜侵彻不同结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势.研究表明钨球斜侵彻不同结构的靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化规律具有相似性;同时还研究了与钨球同质量、同体积的钢球斜侵彻同一结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势,得出了相应结论对于同一球型破片,直侵彻能贯穿的靶板,当侵彻角大于一定值时,即使侵彻速度很高也无法贯穿,直至破片碎裂嵌埋.上述结论,对战斗部威力设计、弹靶作用最佳位置的确定都具有十分重要的意义.     

基于LS-DYNA球形破片穿甲的网格划分研究

为了系统地掌握球形破片终点弹道性能。利用LS-DYNA软件进行了球形破片侵彻靶板的有限元分析研究，将实验结果中网格划分的不同情况图形化处理后进行了比较．确定出了网格划分的标准。并通过仿真计算得出了球形破片穿甲后的剩余速度及穿后角度，为装甲目标易损性分析方法的确定和模型计算提供了有益的理论基础。     

钨球及六棱钨柱破片侵彻Q235叠层靶特性研究

为研究破片形状及质量对其侵彻性能的影响和靶板分层方式对其抗侵彻性能的影响,采用12.7 mm标准弹道枪发射质量为8.05 g、直径为9.4 mm的钨球以及质量为12 g、尺寸为内切圆Φ 9 mm×9.5 mm的六棱钨柱,分别撞击材料为Q235的3种不同结构靶板。通过试验和R-I公式得出了钨球及六棱钨柱破片侵彻3种不同结构Q235靶的弹道极限。在此基础上,验证了选用模型及参数的有效性;并采用数值模拟方法研究了相同质量下两种不同形状破片侵彻Q235靶性能的差异性。研究结果表明,破片侵彻靶板的性能不仅与破片形状、靶板分层结构有关,还与破片侵彻靶板的速度以及破片质量有关。六棱钨柱侵彻靶板性能与其着靶姿态以及靶板结构有关。在质量相同以及一定侵彻速度的条件下,球形破片侵彻靶板的能力高于六棱柱破片,叠层靶比相同厚度单层靶能够提供更好的抗六棱柱破片侵彻的能力。     

93W和98W钨合金静爆条件下的破碎特性

烧结态93W、98W钨合金复合模拟弹,在爆炸洞中静爆,分别进行破片回收和穿靶试验,分析破片分布特征和穿靶效应.结果表明,93W的破片质量在0.1～3.0g之间,破片大小不均,回收率较高.而98W破片集中分布在0.1～0.5g之间,98%破片形状都近似等轴状,回收率较低.93W、98W合金复合模拟弹穿靶结果相近,对于2mm普通钢板靶,最小穿靶破片质量在0.1g左右.93W破片断口以沿晶断裂为主;98W破片断口则是沿晶和穿晶的混合断裂.     

芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的一种工程分析方法

为研究芳纶复合材料抗破片模拟弹丸侵彻的性能,进行了4.5 g破片模拟弹丸侵彻15 mm厚芳纶靶板的穿甲实验。实验结果表明破片初速与穿透剩余速度呈线性关系,靶板的面密度吸收能可能存在极大值。进而提出一种破片模拟弹丸侵彻芳纶靶板的工程分析方法,给出了破片侵彻芳纶靶板的弹道极限速度与穿透剩余速度的预测公式,预测结果与实验结果有较好的一致性。并提出了面密度吸收能存在极大值,最后讨论了芳纶抗破片侵彻性能的表征方法。     

软质防护材料抗微型高速球形破片性能的试验研究

为了研究软质防护材料抗微型高速爆炸破片的抗弹性能和防护机理,选择手榴弹用0.11 g(Ф3 mm)典型预制钢珠作为试验用球形破片,在(1 848±60)m/s的速度范围内对芳纶纤维平纹织物、ZT160和ZT75高分子聚乙烯纤维单向布(PEUD)3种叠合材料分别进行了弹道侵彻试验研究。结果表明,当防护材料抗0.11 g球形破片的弹道极限V0在1 848 m/s左右时,芳纶织物、ZT160PEUD布和ZT75PEUD布3种叠合材料的极限比吸能分别达到5.9 J·m2/kg、7.2 J·m2/kg和6.1 J·m2/kg。结合对材料破坏模式的分析,认为3种防护材料中ZT160PEUD布抗0.11 g球形破片超高速侵彻的性能最好。     

破片形状对复合靶抗侵彻性能影响的实验研究

采用系列弹道实验,研究了双层钢/铝爆炸复合靶在不同形状破片侵彻作用下的毁伤机理和抗侵彻性能。实验采用14.5 mm滑膛枪发射直径6 mm的钢质球形破片和边长4.2 mm的钢质立方体破片。基于实验结果,分析了不同形状破片侵彻下靶板的毁伤机理和破坏模式,讨论了破片形状、动能及靶板厚度分布等因素对复合靶抗侵彻性能的影响。结果表明:在球形破片和立方体破片的侵彻作用下,钢面板发生剪切冲塞破坏,铝背板发生延性扩孔破坏;复合靶板抗立方体破片侵彻性能优于抗球形破片侵彻性能;在球形破片的侵彻作用下,当靶板厚度一定时,复合靶板的抗侵彻性能随钢面板与铝背板厚度比的增大而提高,对于立方体破片则相反。     

圆柱形破片侵彻靶板的数值计算研究

以直径为8mm的圆柱形破片为对象,采用非线性动力学程序AUTODYN,研究破片极限穿透速度与入射角度的变化规律。并用已有的经验公式验证比较,结果表明:破片入射角度越大,其变形越大,弹道极限速度也越大,且两者并非线性变化。在入射角小于45°时,仿真值与经验公式值基本吻合;在入射角大于45°时,两者误差较大,在入射角为60°时,两者误差达15.7%。当破片的入射角过大(大于75°)时,即使入射速度达4000m/s时,破片都不能贯穿靶板。     

高速钢质破片侵彻高强聚乙烯纤维增强塑料层合板试验研究

研究了3.3g立方体高速钢制破片对不同厚度的高强聚乙烯纤维模压层合板的侵彻。根据弹道试验结果和理论分析进一步确定了弹道极限速度vBL与面密度ρad的线性关系；又将剩余速度％的经验关系式中的相关参数表示为ρad的函数，得到了vr与ρad的经验关系式。经验关系式的预测值都与试验结果有较好的吻合，可以将此经验公式用于对立方体破片侵彻高强聚乙烯纤维层合板剩余速度和弹道极限速度的预测。     

陶瓷/玻纤复合防护结构层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律研究

为研究陶瓷/玻纤复合防护结构的层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律,文中采用145 mm弹道枪加载方法进行了30 g破片对18 mm厚陶瓷(含有3 mm厚玻纤包裹层)/20 mm厚玻纤复合板的侵彻试验,并获得了破片的最小贯穿速度.同时,通过数值仿真进一步研究了复合板层间位置对抗破片侵彻性能的影响.结果表明,当靶板总厚度为38 mm左右,30 g破片以1 300 m/s的初始速度侵彻陶瓷/玻纤复合结构时,陶瓷板与玻纤板的厚度比在0.9.~1.7之间时其抗破片侵彻能力较好.     

陶瓷/玻纤复合防护结构层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律研究

为研究陶瓷/玻纤复合防护结构的层间位置对抗破片侵彻性能的影响规律,文中采用14.5 mm弹道枪加载方法进行了30 g破片对18 mm厚陶瓷(含有3 mm厚玻纤包裹层)/20 mm厚玻纤复合板的侵彻试验,并获得了破片的最小贯穿速度.同时,通过数值仿真进一步研究了复合板层间位置对抗破片侵彻性能的影响.结果表明,当靶板总厚度为38 mm左右,30 g破片以1 300 m/s的初始速度侵彻陶瓷/玻纤复合结构时,陶瓷板与玻纤板的厚度比在0.9.～1.7之间时其抗破片侵彻能力较好.     

宾州州立大学增材制造研究促进高性能钢3D打印

正据美国2021年2月15日Erin Cassindy Hendrick于news/psu.edu/story(宾州州立大学网页)报道:宾州州立大学工程学院的研究人员收到434 000美元科研资助用以开发增材制造(3D打印),用于高强钢和合金材料。高强钢适合军用,如个人装备、装甲车辆、爆轰和弹道保护专门设施、舰船壳体材料。但这些钢具有高开裂敏感性和低焊接性能,用传统制备方法很难制造,宾州州立大学计划通过增材制造扩大这些材料的利用,使之既节约成本又增加效用。这些材料是用于增材制造的全新材料,有助于进一步研究新的使用途径。     

球形破片侵彻靶板的损伤模式研究

为了给装备的改进设计和战斗损伤分析提供依据,利用LS-DYNA进行了球形破片侵彻靶板的有限元分析,在确定钨球破片和LY-12铝合金靶板的材料模型并进行计算验证的基础上,利用不同尺寸的球形破片对不同厚度的靶板进行了仿真分析,得出了不同情况下破片对靶板的撞击相图,并对靶板的损伤模式进行了分析.     

含能快递

西安近代化学研究所开展了包覆型反应破片侵彻钢板及其后效研究为了研究包覆型反应碎片撞击钢板及其毁伤效应,采用6 mm的Q235A钢板作为目标,14.5 mm弹道步枪进行发射,反应破片由钢包覆金属/聚合物组成。结果表明,钢包覆金属/聚合物组成反应破片的整体强度比纯钢的低,导致侵彻能力降低。v50弹道极限速度发射,撞击6 mm Q235A钢靶,当破片的质量和尺寸相同,包覆型反应碎片的速度为709 m·s^-1,是纯钢碎片的1.33倍,扩孔直径高于纯钢的扩孔直径。要实现包覆型反应碎片撞击钢板后的膨胀增强效应。     

穿甲子弹侵彻陶瓷/钢复合靶板试验研究

研究了陶瓷/低碳钢复合靶板抗7.62 mm穿甲子弹垂直侵彻的机理和性能.通过弹道试验,得到陶瓷锥底部半径、弹丸的破坏特征和质量损失、低碳钢背板的变形和穿孔模式以及弹着点为陶瓷面板不同区域的极限速度.结果表明,弹着点对靶板抗弹机理和极限速度有重要影响.基于对试验现象的分析和已有的研究结果,建立了弹丸质量损失的简化分析模型,理论计算与试验吻合较好.