动能环高速撞击下导弹靶板变形的动力学模型

针对舰载超近程反导拦截弹药的侵彻毁伤问题,依据弹塑性动力学和爆炸与冲击动力学理论,建立动能环垂直侵彻导弹靶标的极限穿透速度和剩余速度的动力学模型;依据有限元方法建立了其仿真模型并进行了仿真计算;设计并进行了动能环侵彻5mm厚4340钢板的靶场试验,理论计算、仿真和靶场试验三者相互验证,结果吻合较好,验证了理论模型的正确性。研究结果对于舰载超近程反导拦截弹药的优化设计和冲塞毁伤效应的计算具有重要参考作用。     

舰载超近程反导弹药冲击引爆战斗部的研究

建立了舰载超近程反导智能弹药毁伤元撞击反舰导弹战斗部的理论模型和有限元模型,计算了不同速度下舰载超近程反导智能弹药毁伤元冲击引爆反舰导弹战斗部的可能性,然后利用有限元方法进行了仿真计算,仿真结果与理论分析吻合较好。研究结果表明:当毁伤元材料采用93#钨、速度大于1.80km/s时,撞击产生的冲击波压力理论计算值和数值模拟结果均大于5.63GPa,说明舰载超近程反导智能弹药毁伤元的高速撞击可以引爆加装Comp.B炸药的反舰导弹战斗部。     

舰载超近程反导弹药冲击引爆战斗部的研究

建立了舰载超近程反导智能弹药毁伤元撞击反舰导弹战斗部的理论模型和有限元模型,计算了不同速度下舰载超近程反导智能弹药毁伤元冲击引爆反舰导弹战斗部的可能性,然后利用有限元方法进行了仿真计算,仿真结果与理论分析吻合较好。研究结果表明:当毁伤元材料采用93#钨、速度大于1.80km/s时,撞击产生的冲击波压力理论计算值和数值模拟结果均大于5.63GPa,说明舰载超近程反导智能弹药毁伤元的高速撞击可以引爆加装Comp.B炸药的反舰导弹战斗部。     

EFP对反舰导弹发动机舱的侵彻毁伤机理研究

分析了典型反舰导弹发动机舱结构特点和毁伤机理,建立反舰导弹发动机舱的等效靶有限元模型,利用LS-DYNA仿真计算了EFP对反舰导弹发动机舱的冲击毁伤效应,为舰载反导弹药的设计和反舰导弹发动机舱的防护奠定了基础.     

轴向驱动反应破片的作用过程?

为提高舰炮末端硬拦截反舰导弹的能力,提高对目标的毁伤效能,设计了一种轴向驱动反应破片战斗部。应用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对破片战斗部进行了数值模拟分析,数值模拟结果表明:采用PTFE(聚四氟乙烯)作为内衬可以有效提高破片的完整性和抛撒速度。通过试验对设计的战斗部进行了毁伤效能验证,试验结果表明:反应破片在侵彻靶板后,具有爆燃等二次毁伤效应,造成的损伤效果优于传统型利用动能打击目标的惰性破片,可使舰船硬拦截反导效能显著提高。     

基于惯性开关的弹体侵彻目标入靶速度计算

针对火箭侵彻弹药入靶速度散布较大的问题,本文提出了一种利用惯性开关响应时间来计算弹药入靶速度的方法,实现了实时计算侵彻入靶速度及精确控制侵彻深度的目的.介绍了入靶速度的计算方法,并利用靶场回收的数据进行了验证,发现该方法具有一定的准确性及应用参考价值.     

超近程拦截系统中信号处理单元的研究

为了提高超近程系统拦截空中目标的有效性,采用线性切割器作为毁伤元,根据线性切割器的原理及特点,针对雷达系统后端数据处理的计算时间要求,在地面坐标系中建立雷达参数模型,研究一种雷达信号处理单元,该单元具有能够对超长信号做出高速实时处理的能力,且精度高,对提高超近程反导命中概率具有一定的实用价值.     

球形破片侵彻明胶的瞬时空腔简化模型

对破片侵彻明胶形成的瞬时空腔现象进行了研究,基于LS-DYNA软件建立了球形破片侵彻明胶的二维轴对称模型,结合相关试验结果验证了仿真结果的正确性,进而对不同破片直径和着靶速度侵彻有限厚明胶靶后的速度衰减和瞬时空腔尺寸的规律作了分析和讨论。利用遗传算法对不同工况的仿真数据进行拟合,得到了计算瞬时空腔的简化数学模型,通过与更多仿真结果的比对,验证了模型的有效性。该简化模型可用于快速计算球形破片侵彻生物靶标造成的损伤区域,对提高人员目标毁伤评估和易损性分析的效率有实际意义。     

侵彻引信存储测试系统设计

侵彻引信配用于侵彻弹药(钻地弹),是对付硬目标的最有效武器.为了准确识别出最佳炸点,达到最大的毁伤效果,需将引信侵彻目标过程中的过载信号予以测量和记录.本文设计了侵彻引信存储测试系统,研究了测试电路和防护结构,实现了采样率100 kHz和量程6万g的性能,具有尺寸小、功耗低、抗过载能力强、数据一致性好等特点,经过了实验室和靶场试验验证.     

破片和冲击波对相控阵雷达天线罩的复合毁伤研究

研究相控阵雷达天线罩在破片与冲击波联合作用下的复合毁伤效应规律。利用非线性显式动力学程序AUTODYN,建立了密度为100个/m2的钨破片侵彻相控阵雷达天线罩等效靶板的有限元模型,并在模型中采用Analytical blast方法模拟爆炸冲击波对目标结构的球面加载方式。考察了破片先于冲击波到达目标结构对天线罩等效靶板的复合毁伤,分别对靶板的破片侵彻和预先打孔的两种不同毁伤方式进行仿真计算,并与试验结果进行了比较。结果表明:数值模拟中单个破片侵彻靶板的穿孔口径与比试验值大2 mm;数值模拟中复合毁伤时破片侵彻比预制孔靶板的有效应变大0.175,天线罩整体毁伤程度更为显著,接近试验结果。该模型为破片和冲击波联合作用下对目标结构的复合毁伤仿真计算研究提供了一种新方法。     

销毁大口径弹药用线性切割器的设计

为满足大口径废旧弹药销毁的需要，根据聚能侵彻理论和实验研究，设计了销毁大口径弹药用线性切割器，运用爆炸流体动力学理论和实验基础上的半经验半理论公式，计算了线性切割器和侵彻深度；用设计的切割器进行侵彻试验，验证计算了方法的正确性。     

弹体高速侵彻陶瓷复合厚靶的计算模型研究

针对平头弹高速撞击陶瓷复合厚靶的问题,以集中质量法为基础并考虑靶体的内摩擦效应对Fellows模型加以改进,建立侵彻过程的理论计算模型并利用Matlab编程求得不同撞击速度下弹体侵彻复合靶体的侵彻深度,模型得到了试验结果和数值计算结果的验证。参数分析的结果表明,陶瓷厚度的增加可提高复合靶体的抗侵彻能力,但随着初始撞击速度的提高,弹体的侵彻深度增长曲线趋于平缓。     

圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的弹道极限模型EI北大核心CSCD

分析了圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的过程,基于能量守恒定律分别对圆柱形破片侵彻面板、复合材料夹层和背板三个阶段中消耗的能量进行了理论推导,建立了圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的计算模型,并得到了剩余速度的计算公式,令剩余速度等于零,即可得到弹道极限。将计算模型得出的结果与试验结果进行了对比,验证了计算模型的可行性与有效性。该计算模型可以为钢/纤维增强复合材料/钢复合装甲结构的抗侵彻设计提供指导。     

蛇行机动反舰导弹对抗仿真研究

为了研究带有末端蛇行机动的反舰导弹的突防效果,建立了反舰导弹蛇行机动弹道模型,应用过载控制理论,设计了反舰导弹质心控制和过载控制信号;通过建立舰空导弹的反导拦截模型,在反舰导弹带蛇行机动和末端无机动两种情况下,对比仿真了舰空导弹与反舰导弹的拦截对抗,仿真结果验证了,带蛇行机动的反舰导弹的突防效果要高于普通的末端无机动的突防效果。     

EFP垂直侵彻靶后破片云描述模型

针对靶后破片是影响装甲保护能力和聚能装药毁伤的主要问题,基于EFP垂直侵彻的靶后破片,建立其初始靶后破片云的数学描述模型,并在此基础上采用有限元仿真软件AUTODYN-3D对EFP垂直侵彻钢靶形成靶后破片的过程进行数值模拟。数值模拟结果与靶场实验结果进行对比,结果表明:仿真的EFP成型参数、靶后破片空间分布状态和靶板开孔特征均与实验较为吻合。因此,证明该仿真模型和所得靶后破片云初始描述模型具有较高的可信度,可以为EFP对装甲目标的毁伤评估方面提供一定的参考。     

EFP垂直侵彻靶后破片云描述模型

针对靶后破片是影响装甲保护能力和聚能装药毁伤的主要问题,基于EFP垂直侵彻的靶后破片,建立其初始靶后破片云的数学描述模型,并在此基础上采用有限元仿真软件AUTODYN-3D对EFP垂直侵彻钢靶形成靶后破片的过程进行数值模拟。数值模拟结果与靶场实验结果进行对比,结果表明:仿真的EFP成型参数、靶后破片空间分布状态和靶板开孔特征均与实验较为吻合。因此,证明该仿真模型和所得靶后破片云初始描述模型具有较高的可信度,可以为EFP对装甲目标的毁伤评估方面提供一定的参考。     

圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的弹道极限模型

分析了圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的过程,基于能量守恒定律分别对圆柱形破片侵彻面板、复合材料夹层和背板三个阶段中消耗的能量进行了理论推导,建立了圆柱形破片侵彻纤维增强复合材料三明治板的计算模型,并得到了剩余速度的计算公式,令剩余速度等于零,即可得到弹道极限。将计算模型得出的结果与试验结果进行了对比,验证了计算模型的可行性与有效性。该计算模型可以为钢/纤维增强复合材料/钢复合装甲结构的抗侵彻设计提供指导。     

串联随进弹对预开孔跑道的斜侵彻研究

为研究反跑道串联子弹药后级随进战斗部在前级聚能开孔战斗部预先开出孔道情况下对机场跑道的随进侵彻性能,采用LS-DYNA动力学仿真分析软件分别对随进弹在不同随进速度,不同攻角及不同介质界面的条件下侵彻跑道的过程进行数值模拟,所得结果得到了理论分析和样弹实验的验证。研究结果对反跑道串联随进弹的设计具有参考价值。     

低中速钨球变形与速度关系计算模型

为研究钨球侵彻装甲钢板时钨球的变形和初速的关系,采用12.7 mm弹道枪加载的方式,进行了Φ5.86mm、Φ6.83 mm和Φ7.51 mm钨球冲击装甲钢板实验。根据实验过程,分析了弹-靶侵彻过程,依据低速碰撞时靶表面的压力分布、固体碰撞问题动力学和接触体间压力静力学方法建立了钨球的侵彻速度与最大变形关系式,与实验结果进行了比较验证。结果表明,实验数据和模型计算公式的误差在11%以内,证明了计算公式的正确性。     

基于STM32的某型主动防护控制系统设计

主动防护系统通过拦截模块对来袭弹药进行拦截或摧毁,避免弹药对坦克等装甲车辆形成直接侵彻爆炸破坏,极大提升了其战场存活率.本文基于STM32主动防护系统设计了一款控制器来接收探测系统的数据和控制拦截系统.首先设计硬件电路,主要包括通信模块、存储模块、检测模块、电源模块,其中根据火工品特性采用并联电桥法进行检测,通过双MOS管控制起爆和检测,提高各模块的自动化程度.其次依据系统工作流程和通讯协议进行软件设计,软件采用模块化设计,简化程序的同时提高可扩展性和重用性.最后通过仿真实验去验证各模块的可行性和可靠性.结果表明,该控制系统能够实现对火工品电阻的安全精密测量,保证火工品安全可靠的起爆以及建立稳定高效的通信.