钨合金穿甲弹对超音速导弹战斗部冲击起爆研究

为研究高速钨合金穿甲弹对超音速导弹战斗部的冲击起爆特性,应用Lee-Tarver点火增长模型进行了数值模拟,获得了钨合金穿甲弹冲击起爆超音速导弹战斗部的机制以及弹目交汇角对冲击起爆的影响规律。结果表明:钨合金穿甲弹对超音速导弹战斗部的冲击起爆,发生在穿甲弹绝热剪切装药的阶段;偏轴距离相同,冲击起爆超音速导弹战斗部的能力,先与入射角大小成正比,后成反比;入射角相同,偏轴距离越小,冲击起爆超音速导弹战斗部的能力越强。     

高速侵彻战斗部壳体材料动态力学性能研究

利用分离式霍普金森压杆对3种高速侵彻战斗部壳体材料的动态力学性能进行了研究,得到了3种壳体材料在高应变率条件下的力学性能,同时拟合出了3种材料各自的本构方程,为数值模拟和高速侵彻战斗部壳体材料的优选奠定了基础。     

穿甲弹的现状及发展趋势研究

穿甲弹是各国反装甲及反坚固目标的一种主要武器.介绍了国外穿甲弹的发展历程和现状,详细叙述了几种典型穿甲弹的结构功能及在战斗部中的应用情况,并分析了其发展趋势.     

具备绝热剪切敏感性的钨合金穿甲弹材料研究现状

通过对绝热剪切在穿甲过程中作用的分析,比较了纯钨、钨合金和铀合金三类高密度弹芯材料的常规力学性能和穿甲性能,以及弹丸在穿甲时的破坏行为,重点介绍了近年来国外用铪、金属间化合物、SiO2复合材料、钛合金、高强钢为基体的钨合金及钨纤维/金属玻璃复合材料穿甲弹的研究进展情况,并指明了新型基体材料钨合金今后的研制方向。     

动能穿甲弹弹心用钨合金的研究

鎢合金的密度为钢的2倍,抗压抗变形性能也好,从而允许減小动能穿甲弹弹心的直径,结果同样的弹心冲击力可作用在较小的靶板面积上,从而大大提高了动能穿甲弹的侵彻威力。所以,在七十年代,国外已广泛用鎢合金制造大口径脫壳穿甲弹的弹心,采用的合金及机械性能见表1。然而,鎢合金弹心的主要问題是脆性较大,侵彻装甲板时易发生断裂,不利于侵彻多层间隔装甲。多年来,国外在下述     

贫铀穿甲弹头部参数对均质装甲侵彻能力的影响

试验结果表明，在弹形和质量基本相同的情况下，钨头铀体杆式穿甲弹比整体铀合金杆式穿甲弹穿透相同均质装甲的极限穿透速度要小。文中就此试验结果对铀合金杆式穿甲弹侵彻均质装甲的过程进行了分析，说明“钨头”在开坑阶段起到重要作用，为今后铀合金杆式穿甲弹的结构优化设计提供了一个新的技术叙径。     

穿甲弹弹芯材料的发展趋势研究

穿甲弹的弹芯是穿甲弹的主体,弹芯材料的性能直接决定穿甲弹的侵彻性能。对穿甲弹及其弹芯材料的研究现状和发展趋势进行了详尽的分析,阐述了贫铀合金、钨合金和复合材料的侵彻性能差别;提出了开发具有绝热剪切敏感性和"自锐"效应的新型材料,穿甲威力提高到贫铀合金的侵彻水平是穿甲弹弹芯材料研究的主攻方向。     

铀合金长杆穿甲弹的高速性能

<正> 从终点弹道学一致性出发,冲击速度(>2km/s)的动能(KE)穿甲的弹道性能已受到高度的重视。由于替代化学能推进(propulsion)的电磁炮提供了高速度和高能量,因此必须对相应的穿甲弹的结构和材料进行研究。高密度、高强度以及其它材料力学性能使得钨重合金(WHA)和贫铀(DU)合金成为理想的KE穿甲弹材料。美陆军弹道研究所已经对这两种合金的终点弹道性能在高于1.8km/s的速度下进行了评价,其中     

高侵彻性能钨合金研究进展

主要介绍高密度钨合金穿甲弹材料侵彻性能的国内外研究发展状况,从改变合金中钨颗粒性质、粘结相组成与含量,以及结合工艺改善的角度,总结目前国内外改善高密度钨合金侵彻性能的主要途径,并对当前国外先进钨合金穿甲弹产品的材料成分、制备工艺及侵彻效果进行了简要介绍和分析;同时针对国外穿甲弹的研究概况和发展趋势,提出我国今后研究和开发新型高侵彻性能钨合金穿甲弹的主要研究方向。     

弹芯尺寸对于反导穿甲弹引爆能力的影响

文中使用Autodyn-2D对穿甲弹冲击起爆导弹战斗部的过程进行了模拟,通过改变弹径、弹长和平头直径比并对不同工况进行分别计算,分析了以上因素对临界起爆速度的影响。利用分析结果设计了有利于引爆的220 g穿甲弹弹芯尺寸。设计结果为:弹径取16~18 mm,对应的弹长为49.1~62.2 mm。     

中高应变率条件下TC18钛合金动态力学行为的实验研究

应变和应变率是影响材料力学行为的两个重要因素,分离式霍普金森压杆（SHPB）技术是实现不同应变和应变率加载的有效途径之一。为研究室温下TC18钛合金的塑性变形和破坏行为,采用SHPB,通过调节子弹长度和速度实现对TC18钛合金圆柱试样不同应变和应变率的加载。实验得到了TC18钛合金在不同应变率下的真应力-真应变曲线和同一应变率不同应变下的真应力-真 应变曲线,并分别分析了应变硬化和应变率强化效应对TC18钛合金的动态力学性能的影响。实验结果表明：TC18钛合金压缩试样破坏时断口与加载方向（轴线）之间的夹角约为45°,其压缩破坏形式为典型的剪切破坏,与应变和应变率相关;应变率越高,TC18钛合金的流动应力和屈服强度越高,故该材料具有明显的应变率强化效应;绝热剪切带是裂纹形成和试样发生宏观剪切破坏的先兆。     

7055-T6I4铝合金动态冲击性能及显微组织演变分析

旨在填补7055铝合金宽温度和宽应变率范围动态冲击的显微组织演变机制的不足,基于较宽温度和应变率范围的霍普金森压杆动态冲击试验,对7055铝合金动态力学性能及动态冲击后试样的SEM和TEM显微组织进行研究,分析温度和动态冲击应变率对7055铝合金组织与性能的影响。结果表明:低温环境下,随着应变率不断增大,7055铝合金的金相组织演变过程均存在绝热剪切带,其内部存在汇聚型微裂纹;随着温度升高,7055铝合金的动态冲击变形组织并未呈明显绝热剪切带,多以扭曲形变带形式存在;温度低于220℃,7055铝合金的TEM显微组织主要以不稳定的η′析出相为主,其数量和密度与温度有明显负相关。     

不同弹芯材料侵彻钢装甲对靶板硬度的影响

对钨丝增强非晶复合材料和93钨合金进行模拟靶试对比试验,通过对弹坑头部附近靶板进行微观组织观察和显微硬度测试,研究高速侵彻后不同弹芯材料对靶板组织和性能的影响。结果表明:两种弹芯材料高速侵彻后的钢靶板,弹坑附近的靶板硬度都较侵彻前的原始靶板有很大提高,且非晶复合材料弹芯侵彻形成的弹坑附近高硬度层更宽,其宽度是93钨合金弹芯侵彻形成的高硬度层的2.5倍左右;弹坑附近组织存在很大差异,钨合金弹芯的弹坑附近是形变织构组织,而复合材料弹芯靠近弹坑处的靶板发生了马氏体转变。     

细晶钨合金制备工艺的研究

研究了添加微量稀土氧化物Y2O3和机械合金化所制备的90W-7Ni-3Fe合金的显微组织与性能。试验采用机械合金化工艺制备含微量稀土氧化物Y2O3的90W-7Ni-3Fe复合粉末,将粉末在1460～1480℃烧结30min,制备最大抗拉强度大于962MPa、延伸率为30.8%、钨晶粒尺寸为8～12μm的细晶高性能90W-7Ni-3Fe合金。研究了稀土氧化物Y2O3对合金性能和显微组织结构特征的影响。     

锆基多功能合金的动态压缩性能研究

利用分离式Hopkinson压杆装置研究锆基多功能合金的动态压缩性能,利用扫描电镜和能谱仪对动态压缩断口进行形貌观察和成分分析。结果表明:锆基多功能合金具有较低的应变率敏感性;合金动态压缩强度高达2 500 MPa,且随着应变率的提高,塑性变形量不断增大;动态压缩下锆基合金表现为脆性断裂,断口形貌包含剪切韧窝和滑移沟槽,断面上有部分区域发生了氧化反应。     

钨锆合金的动态力学特性研究

采用分离式霍普金森压杆（SHPB）实验技术,在不同的冲击载荷条件下,对钨锆合金（52.6/47.4）的动态压缩性能进行实验研究,获取该材料在发生反应与不反应情况下的应力-应变曲线,并分析该材料的冲击响应特性。结果表明：钨锆合金是一种典型的弹脆性含能结构材料,在冲击压缩过程中会出现中应变率（＜500 s-1）脆性断裂（未反应）和高应变率（＞1 000 s-1）冲击反应两种状态。     

侵彻过程塑性波在钨合金弹体中传播速度的研究

根据回收弹坑中钨合金穿甲弹在侵彻结束时已完全破坏的特征,采用二级轻气炮研究了撞击时钨合金中塑性波传播的特性。结果发现,在撞击时钨合金中的塑性波传播速度和弹性波传播速度有相同的量级,分别为4.208km/s和3.067km/s,塑性波仅比弹性波略慢一些,考虑到实际侵彻情况不是一维应变问题,和侵彻过程的温升比氢气炮实验时要高,实际塑性波传播速度要比这个值低。但是根据计算获得的侵彻时间,和侵彻结束时弹体已完全破坏的情况分析,塑性波的速度应与计算值有相同的量级。这些结果与分析侵彻过程中做出的在弹体中塑性波传播速度比弹性波传播的速度要慢的多的假设不同。弹体尾部在塑性波传播过程中的破坏,可能会被反向传播的弹性波从弹体上拽掉,这将降低弹体携带的能量,从而影响到穿深。     

Al-30Si合金的固液混合铸造

研究了Al-30Si合金的固液混合铸造。结果表明,采用该工艺制备的Al-30Si合金组织细小,合金力学性能明显优于传统铸造和半固态加工合金,并且解决了传统铸造Al-30Si合金铸件难以热加工的问题。在本工艺条件下,当粉末添加量与合金熔体质量比为1时,Al-30Si合金中的初晶硅粒径可控制在30μm以下;材料的室温力学性能为:σb=129MPa,σ0.2=112MPa,δ=1.4％。     

刚性卵形弹丸对半无限厚铝合金靶的穿深方程

基于圆柱形空腔膨胀模型,将靶板变形所做的塑性功等效为刚性弹在整个侵彻过程所消耗的动能,对用于计算刚性卵形弹侵彻半无限厚铝合金靶板的侵深公式进行了推导。利用MTS万能试验机对2A12T4、6061T6、7075T6共3种铝合金材料进行了室温下的静态力学性能实验,得到了它们的真实应力-应变曲线,并将各参数代入侵深方程进行计算。通过12.7 mm穿燃弹侵彻3种铝合金靶板的末端弹道试验,得到了不同速度下3种铝合金靶板的侵彻深度,并与理论结果进行了对比验证。结果表明:该理论模型与试验结果吻合良好,推导得到的穿深方程较为可靠。同时,靶板材料的应力-应变数据的可靠性对模型预测的准确性有较大的影响。