杆式穿甲弹弹体质量分布对穿甲能力影响的数值模拟

为研究杆式穿甲弹的穿甲体质量分布对穿甲能力的影响,采用有限元分析软件AUTODYN,对不同质量分布的杆式穿甲弹在不同着靶速度下对靶板的侵彻能力进行数值模拟.数值模拟结果表明,两端细中间较粗的穿甲弹质量分布有利于穿甲能力的提高.     

陶瓷装甲材料抗侵彻性能的有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对钨杆弹侵彻陶瓷(YB-AD90陶瓷)厚靶和陶瓷复合靶(钢 陶瓷 钢)建立有限元模拟,并进行数值分析,采用2种弹型(平头弹和尖头弹)的穿甲弹分析了穿甲弹的侵彻深度与弹速、弹型及靶厚之间的关系.     

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.     

钨合金杆式弹侵彻过程研究

通过对杆式穿甲弹的弹芯材料分析,用AUTODYN-3D非线性动力学仿真软件对钨金杆式弹高速侵彻钢靶板过程进行数值模拟,得到弹体剩余速度、残余弹芯长度等参数,分析弹芯"磨菇头"的成因、靶板的破坏形式及增加侵彻能力的途径,与试验结果进行对比,结果表明:两者侵彻毁伤效果基本相符。     

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...     

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.     

Q235钢板对平头弹抗侵彻特性研究

为分析靶体结构对其抗侵彻特性的影响,利用轻气炮进行平头杆弹正撞击单层板和等厚接触式三层板的实验,获取相关的撞击过程图片.通过撞击实验,得到这两种结构靶体的初始-剩余速度曲线以及弹道极限,撞击速度为190~450 m/s.研究靶体结构对抗侵彻特性的影响,包括靶板的失效模式和抗侵彻性能.最后,采用ABAQUS/EXPLICIT软件对杆弹撞击金属板的过程进行数值模拟研究,通过对比数值模拟和实验结果,验证了数值模拟材料模型和参数的有效性.结果表明:多层板的弹道极限高于等厚单层板,并且多层板和单层板的主要失效模式之间存在差异.对于多层板,靶板失效模式与其在靶中位置相关.     

钨纤维复合材料穿甲弹芯自锐行为的试验研究

对钨合金穿甲弹和钨纤维/ZrTiCuNiBe金属玻璃基复合材料穿甲弹进行靶场侵彻对比试验,利用扫描电镜(SEM)对残余弹芯和弹孔进行显微结构分析.结果发现:穿甲弹侵彻过程中,钨合金穿甲弹弹芯头部形成"蘑菇头"、头部晶粒被轴向压扁;钨纤维复合材料穿甲弹弹芯头部在侵彻过程中,发生了绝热剪切破坏,具有自锐行为.钨纤维复合材料穿甲弹的侵彻能力明显高于钨合金穿甲弹.     

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。     

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.     

Numerical simulation of shock initiation of the coated-type projectile penetrating target

The behavior of the charge initiation of the coated-type projectile penetrating target is researched by means of numerical simulation. The influences on charge initiation of the projectile shape, shell thickness, charge diameter, and projectile velocity are analyzed. Results show that projectile shape takes an obvious impact on critical detonation velocity, that for the projectile with the same quality, it is more vulnerable for the cylindrical projectile with the one length-diameter ratio to occurring shock initiation than the spherical projectile, the charge diameter is an important factor that affecting critical detonation velocity, which significantly decreases as the charge diameter increases.     

Optimized design of biconical liner by orthogonal method

A biconical liner was optimized to improve its penetration ability. Its formation and penetration mechanism was studied through numerical simulation and experiments. And the influence of different liner geometry sizes on the jet performance was analyzed using the orthogonal method. The liner formed the high-speed jet with an explosively formed projectile. The small angle 2α remarkably influenced the jet speed which was inversely proportional to 2α. And the liner thickness t' and large angle 2β had highly significant effect on the projectile speed. The liner was optimized at t' = 0. 14 cm,2α = 50°,2β = 135°,N = 0. 4 or 0. 5,when its jet speed respectively is at 6 613 m /s and 6 839 m /s and projectile speed is at 2 247 m /s and 2 095 m /s,steel target penetration is at 8. 24 cm and 8. 31 cm,and aperture is in 2. 12 cm and 2. 08 cm. The results show that target is penetrated by the high-speed jet and high-speed projectile resulting into double damages. The penetration ability is improved greatly.     

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。     

Numerical simulation of flow interference between four cylinders in in-line square arrangement

In the present paper,two-and three-dimensional numerical simulations of the flow interference between four cylinders in an in-line square arrangement at Re = 200 are performed.Assisted with the two-dimensional(2-D) numerical simulation,the mean and fluctuating forces,Strouhal number(St) and vortex shedding pattern in the wake for each cylinder were analyzed with the spacing ratio(L /D) ranging from 1.5 to 6.0.It was found that,four different vortex modes(viz.,flip-flopping,shielding anti-phase-synchronized,in-phasesynchronized and anti-phase-synchronized) gradually appear with the increase of the L/D ratio.The average drag coefficient of the upstream cylinders is larger than that of the downstream cylinders,while the downstream cylinders usually undergo serious fluctuating forces.When the L/D ratio ranges from 3.0 to 4.0,the dominant frequency of the drag coefficient is equal to the value of St of upstream cylinders.This indicates that a simultaneous resonance in the in-flow and cross-flow directions may occur for some single structures of a multi-body oscillating system.For the 3-D numerical simulation,the L/D and aspect ratios are kept constant as 5.0 and 10,respectively.It was found that some vortices are formed in the wake of the upstream cylinders.Besides,with the same spacing ratio,the calculated drag coefficient and lift coefficient fluctuation are slightly larger than the 2-D results,but with a phase difference.     

轴向增强型战斗部对导弹目标毁伤评估的可视化仿真研究

将修正广义射击线和粒子系统二种可视化仿真技术相结合,提出了基于计算机描述的轴向增强型战斗部威力模型和基于计算机有限网格(面元)的弹目作用模型,并结合计算机可视化仿真技术和模型构建技术开发了目标毁伤可视化仿真评估平台.以该评估平台就某轴向增强型弹药对ARM导弹目标的毁伤效果进行了仿真,结果表明上述模型可以很好的描述轴向增强型战斗部威力特性,不仅可提供在非试验条件下战斗部的设计依据,而且可形象直观地给出毁伤作用过程.     

球缺形药型罩形成EFP的数值模拟及其优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA软件对球缺形药型罩形成EFP的过程进行数值模拟,着重分析药型罩厚度和装药的长径比L/D对EFP成型的影响.通过观察EFP成型过程图和分析EFP节点的速度曲线图,得到EFP的成型过程与理论分析相符合.在药型罩厚度增加时EFP的速度不断减小、头部越来越钝,随着装药的长径比L/D增大,EFP的速度也在增大,达到L/D=1.75后速度增长减慢.在装药半径为6.5cm的EFP战斗部中的最优设计参数为：药型罩厚度为0.4cm,装药的长径比L/D为1.5.     

扩底单桩临界桩长的数值模拟

基于地基变形的概念对均质地基上扩底桩单桩在不同荷载大小、不同桩土模量比、不同头径比的临界桩长进行了有限元数值模拟 ,得出扩底桩单桩临界桩长与桩土模量比和头径比有关但在容许承载力范围内与荷载大小无关的结论。     

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.     

易碎弹复合材料动态特性数值研究

利用Split Hopkinson Pressure Bar （SHPB）实验装置获取复合材料易碎弹试件的动态力学特性,并应用LS-DYNA软件对SHPB实验过程进行数值模拟.结合SHPB应力波理论,研究不同撞击速度对试件破坏程度、压杆轴向应变波形以及试件动态力学特性的影响.仿真结果表明：试件仿真结果与实验结果基本吻合,说明SHPB实验仿真是可行的;试件的破坏程度随着撞击速度的增大而显著,但压杆轴向应变波形以及试件动态力学特性随着撞击速度的增大变化不明显.     

杆弹对金属材料含裂纹体侵彻过程研究

建立了杆弹侵彻金属弹靶的几何模型,通过对单元间裂纹扩展作出假定,对杆弹的初始条件进行了设定,运用基于Fortran语言的扩展有限元程序,对金属弹靶侵彻过程进行数值模拟,并将其结果与实验数据进行比较,证明了编写的程序与所建模型的精确性与可靠性。最后,对侵彻过程中弹靶的塑性变形、体积变形和裂纹扩展情况进行模拟分析。