带锥厚壁圆管光弹性分析

带锥厚壁圆管是身管及压力容器强度设计中较受关注的问题。本文用光弹性应力冻结法分析了带锥厚壁圆管的应力场、用光弹性－有限元混鸽 法分离 管壁内的应力，结果与有限元法计算的结果进行了比较，得到的有关结论对工程设计有一定的参考价值。     

钢管列缩比模型抗穿甲能力研究

金属圆管在冲击载荷作用下表现出良好的消波和吸能特性。为了实现金属圆管在穿甲防护领域的应用,研制了由多层钢管列组成的钢管列缩比模型,采用高速穿甲实验装置对该模型进行了实验研究,并与双层钢板靶体的抗穿甲能力进行了对比。实验结果表明,钢管列通过弯曲塑性变形及钢管间的摩擦、碰撞作用在穿甲防护过程中吸收弹体的初始动能,使得缩比模型在穿甲防护效果方面明显优于双层钢板靶体。同时,采用数值仿真的方法对钢管列缩比模型的抗穿甲性能进行了研究,并与实验结果进行了对比,发现两者在破坏模态、变形过程等多方面吻合良好。为开发金属圆管列组成的高效能抗穿甲结构奠定了基础。     

用计算机模拟金属中因氦产生的气泡生长

我们进行了金属中氦气泡生长的原子模拟．此处提到的金属采用钯嵌入原子方法位势处理．我们通过金属晶格内的一个扩展排斥球形位势来处理氦气泡．模拟预测气泡压力随氦对金属比率的增加而单调减小．与气泡生长相关的材料膨胀也进行了计算．发现膨胀率随着氦对金属比率的增加而增大，这与实验观察到的金属氚化物的膨胀情况相吻合．最后，我们研究了气泡生长导致的缺陷的详细结构．发现气泡间连接有位错网．与早期的模型假设不同，气泡间并没有遗留下棱柱环．这些预测都与巳有的实验结果进行了比较．     

圆管与圆杆组合体对半无限均质钢靶侵御深度研究

依据圆管、圆杆初始撞击动能与弹坑体积之比相等的假设，建立了同材料圆管与圆杆对半无限均质靶板侵彻深度之比的简化理论模型。推导出圆管与圆杆的侵彻深度之比是两者的长度比、初始撞击速度比、坑径比和圆管内外径比的函数。在同一初始撞击速度、相同长度、圆杆直径不大于圆管内径条件下，对影响圆管和同长度同材料圆管与圆杆组成的圆管一圆杆异型侵彻体侵彻深度的参量进行了讨论，并给出圆管与圆杆侵彻深度之比的变化范围。圆管与圆杆侵彻深度之比在同材料同长度下理论计算值与实验数据有很好的一致性。所有这些都为伸缩式、大长径比新型动能穿甲弹结构设计提供了理论基础。     

半穿甲战斗部碰靶的炸药安定性计算模型

采用应力波传播理论和能量原理，通过研究半穿甲战斗部，在碰靶时产生的应力波在靶板、弹顶和装药间的传播、反射和透射，以及装药对冲击载荷的化学响应，建立截锥头部的半穿甲战斗部碰靶装药安定性计算模型，计算结果与模拟试验结果较吻合。     

喷嘴型面对膏体火箭内弹道的影响

为研究燃面变化对膏体火箭发动机内弹道调节精度的影响,根据膏体火箭发动机的工作原理,分别推导了直圆管喷嘴和锥形扩张喷嘴型面下的膏体推进剂燃面方程,建立了膏体火箭发动机零维内弹道模型,分析了喷嘴型面对发动机内弹道性能的影响,并进行了直圆管喷嘴发动机试验.结果表明,直圆管喷嘴下计算的点火时间比试验结果短,但平衡时间及平衡压强与试验结果基本吻合,喷嘴型面变化对发动机平衡时间影响很大.     

溢流式嵌镶圆管发射换能器的有限元分析

溢流式嵌镶圆管水声换能器是一种有效的低频宽带发射器，一般存在2种可供利用的谐振方式，即溢流环的液腔谐振和嵌镶圆管的径向谐振。本文首先应用解析的方法获得2种谐振的频率方程，然后应用有限元法建立了一个对称结构的溢流式嵌镶圆管换能器模型，通过ANSYS软件分析换能器的振动情况和响应曲线，并与解析法进行了对比。根据设计制作了溢流环换能器样件，并通过了相应的消声水池试验，试验结果表明，有限元模型计算准确且快捷，显示直观，其谐振频率设计误差可控制在5％以内。最终制作的换能器拥有2．35kHz的液腔谐振频率和6．4kHz的径向谐振频率，最大发射电压响应级为141．97dB，其径向谐振的-6dB带宽为3．9-9．4kHz，可提供全频段的发射带宽（包括液腔谐振在内）为2．1～10kHz±4dB。     

TVD有限体积法在二维超音速流计算中的应用

将具有二阶精度的ＴＶＤ有限体积法推广应用到三维无粘流的计算．提出三维流场计算使用的计算网格的生成方法．最后计算了三维纯头体超音速绕流，并和相应文献的结果进行了比较，结果令人满意     

铝合金薄壁圆管动态膨胀剪切断裂的实验研究

采用电磁驱动金属圆管膨胀技术对6063薄壁铝合金圆管的动态膨胀断裂过程进行实验研究,圆管膨胀速度可达140~200 m/s,应变率为4 500~6 500 s-1,并对剪切局域化形成过程、应变率影响及试样温升等进行讨论。结果表明:铝合金薄壁圆管动态断裂经历了均匀膨胀、剪切局域化变形及裂纹沿剪切局域化带发展过程,剪切局域化变形带与圆管径向呈45°或135°的分布。分析表明:碎片特征尺寸随加载率提高而减小,断裂应变随着加载率提高而增大。     

用有限单元法计算厚壁圆管疲劳寿命

用二维有限元计算应力强度因子的近似值,通过修正系数F的修正得到较精确的应力强度因子KI。利用Paris方程作为厚壁园管内表面裂纹扩展速率模型并给出方程系数,从而计算了厚壁圆管内表面裂纹扩展深度与压力循环次数的关系,计算结果与实验结果相吻合。在此基础上,计算实验模拟管的疲劳寿命,给出了压力-疲劳寿命关系曲线;最后,给出了具有内表面裂纹的高压厚壁圆管的疲劳寿命的保守计算。     

气固两相介质中超驱爆轰现象实验研究

对石松子粉尘 -氧气两相介质中超驱 (overdriven)爆轰现象进行了实验研究 .在总高为 4.5m两相垂直激波管中 ,低压段分为上、下两部分 ,即纯气体段和含尘段 ,两者之间有一连续的两相分界平面 .当充分发展了的入射激波由气相介质传入两相混合物后所产生的流场可以模拟活塞驱动爆轰模型 .实验结果表明 ,当入射激波速度为1 91 0 m/s时 ,被驱动爆轰波以 CJ爆速传播 ;当入射激波速度增至 2 0 0 0 m/s时 ,爆轰波为超驱爆轰 (超驱因子 f=1 .1 ) .     

喷管对水下爆轰燃气射流过程影响的数值模拟

为了探究不同喷管构型对水下爆轰燃气射流形态与激波传播过程的影响,基于VOF多相流模型,通过求解二维非稳态雷诺时均Navier-Stokes方程分别对无喷管、加装扩张喷管、收敛喷管的爆轰管水下爆轰过程的内外流场进行二维轴对称数值模拟。研究了喷管构型对水下爆轰过程中形成的透射与反射激波的传播特性、爆轰燃气射流形态演化规律等流场特性的影响。计算结果表明:扩张喷管可以加强向下游传播的透射激波沿轴线方向的指向性,而收敛喷管会减弱透射激波的强度,增强向上游传播的反射激波强度。爆轰燃气泡初期轴向和径向发展速度均随着时间逐渐衰减,喷管对燃气泡的轴向尺度影响较小,但收敛喷管能够显著抑制燃气泡的径向尺度。研究结果可为后续水下爆轰推进的工程化应用提供技术支撑。     

多相爆轰试验管结构设计及试验验证

介绍了自行设计的多相爆轰试验管的结构及其作用原理。试验证实，该试验管不仅能进行两相爆轰试验，而且还可进行三相爆轰试验；以环氧丙烷和环氧丙烷加名粉为燃料在多相爆轰管的试验结果与野外试验结果相近。多相爆轰管试验对野外试验具有指导意义，可减少野外试验次数，并缩短试验周期。     

驻定在飞行弹丸上的斜爆轰波数值计算

采用基于自适应非结构网格点的显式有限体积方法，对驻定在飞行弹丸上的斜爆轰现象进行了数值模拟，讨论了驻定斜爆轰反应系统控制方程和数值计算方法。数值计算与实验现象相吻合表明：驻定斜爆轰反应系统控制方程及数值计算处理方法是合理的，为进一步研究超驱爆轰推进技术奠定基础。     

塑料导爆管爆轰输出产物在消爆腔中的压力特征

模拟导爆管雷管点火结构，利用动态压力测试系统研究了导爆管爆轰输出产物通过消爆腔点火时点火峰压、点火持续时间和点火冲量随消爆腔体积的变化规律。研究结果表明，导爆管点火峰压随消爆腔体积的增大而单调下降，点火持续时间与点火冲量随消爆腔体积的增大呈先增大后减小的规律。本试验结果可作为确定导爆管雷管装配工艺的参考。     

球形装药水下爆炸近场测量的连续探针法研究

为了在水下爆炸的单次试验中连续获得炸药爆轰波和近场冲击波的时程曲线,研制了一种压导式连续电阻丝探针,并基于此设计了球形装药水下爆炸测试系统。采用粉状黑索今（RDX）炸药进行120 mm直径的球形装药水下爆炸试验,测量获得了多组爆轰波-冲击波时程曲线。通过对爆轰波段数据进行拟合得到了待测RDX炸药的爆速,利用冲击波段数据计算得到了炸药爆压、绝热指数以及水中冲击波的衰减规律,并与康姆莱特半经验公式和数值模拟结果进行了对比。结果表明：运用新型电阻丝探针测得的RDX炸药参数与理论值相比,爆速、爆压和绝热指数的相对误差分别小于3%、5%和2%;模拟得到的近场冲击波峰压和速度曲线与试验结果基本吻合,最大误差不超过10%.     

拉拔成型无氧铜管在爆轰加载下的膨胀及断裂特性研究

为了探索拉拔成型无氧铜管是否满足标准圆筒试验的延展性要求,采用未经二次锻造的粗晶软态无氧铜,通过拉拔成型工艺加工成25 mm圆筒试验用的标准铜管。采用超高速分幅相机及扫描相机分别观测装填TNT炸药及JO-159炸药条件下的铜管膨胀及断裂过程,对比典型高应变率范围内铜管的断裂应变、裂纹扩展方向等差异,并分析铜管应变能对炸药驱动性能表征参数的影响。结果表明：TNT炸药爆轰加载下,铜管裂纹主要沿母线形成及扩展,其破片主要呈条状;而JO-159炸药爆轰加载下,铜管环向应变率及轴向应变率分别约为TNT炸药加载工况的1.34倍和2倍, 其断裂带易出现较为复杂的交错状态,形成密集小破片;这两种炸药爆轰下,该铜管的断裂直径均达到了初始直径的3倍,且表征炸药驱动性能的格尼速度未发生明显变化,因此可以满足一般高能炸药圆筒试验的要求。     

颗粒状HMX、RDX的燃烧转爆轰实验研究

用盖帽探针和离子探针实验研究了颗粒状HMX、KDX的燃烧转爆轰(DDT)。研究表明炸药的DDT过程复杂，点火方式、DDT管材料、杂质都对这些炸药的DDT有一定的影响。     

不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布

端盖厚度是杀伤战斗部威力精准设计时需考虑的重要因素之一,为此开展了一端中心起爆且带不同厚度端盖的圆柱形装药壳体破片初速分布特性的研究。基于理论分析和SPH数值仿真方法,建立不同厚度端盖的圆柱形装药壳体数值模型,进而提出破片初速轴向分布理论计算公式。结果表明：随着端盖厚度的增加,轴向稀疏波作用递减,壳体两端破片速度相应增加;爆轰产物加速效应是起爆端破片增速的主因,爆轰波加速效应是非起爆端破片增速的主因;相对起爆端,非起爆端破片加速更为显著。得到的公式更适用于工程中不同端盖厚度和材质的条件,误差显著减小,可为有关杀伤战斗部破片参数精准设计提供参考。     

脉冲爆轰发动机管壁传热特性的数值研究

为了探究爆轰过程中燃烧室管壁的传热特性,采用CE/SE方法和有限差分法分别对气液两相脉冲爆轰发动机(PDE)内流场及燃烧室管壁的传热问题进行了数值计算; 运用能量平衡法解决了内流场与管壁传热之间的耦合传热问题。计算结果表明,对于燃烧室内任一截面,爆轰波扫过或膨胀波到来时,对流换热强度大,内壁面温度上升快; 单次爆轰时,爆轰波所在区域温度高达2 000 K,管壁靠近内壁面的区域径向上存在较大的温度梯度,靠近外壁面的区域温度几乎没有变化; 当燃烧室管口压力恢复到环境压力时,从PDE头部到尾部,管壁内壁面温度逐渐升高,热量传递区域厚度逐渐增大。