高速侵彻弹体表层侵蚀效应理论计算

高速侵彻混凝土过程中,弹体的侵蚀效应随着撞击速度的提高而愈发显著。基于弹体表层材料热塑性失效机理,分析确定了高速侵彻过程弹体与靶体间摩擦效应和弹体材料塑性应变效应引起的温升。结合弹靶间局部作用情况,根据热传导方程和塑性功转热公式,利用Johnson-Cook本构方程,计算了弹体表层内两种效应引起的温度分布情况。利用临界温度判据,通过差分迭代法,计算得到了弹体表层材料失效厚度,分析不同工况下弹体高速侵蚀侵彻过程,得到了弹体轮廓演化情况,并与已有试验结果进行对比,验证了该模型的正确性。     

层状Al/Ni含能结构材料的放热性能与毁伤效应

为了获得较高力学性能和释能密度,采用电沉积及热压复合法制备了层状Al/Ni含能结构材料。研究了热压温度对Al/Ni含能结构材料放热性能的影响,并通过打靶实验获得了不同发射速度下含能破片对双层靶板的毁伤效果。结果表明:随着热压温度的升高,Al/Ni界面反应扩散加剧,导致放热量从898J/g降低至782J/g。高速撞击作用下,Al/Ni含能破片发生了剧烈的爆燃反应,对双层靶板有显著的毁伤效应。当含能破片撞击速度从1241 m/s增加到1478 m/s时,主靶板穿孔尺寸几乎不变,后效靶板的毁伤区域明显增大。     

Al/PTFE/W反应材料的准静态压缩性能与冲击释能特性

为了提高铝/聚四氟乙烯/钨(Al/PTFE/W)氟聚物基反应材料的冲击反应毁伤效能,开展了Al/PTFE/W反应材料的准静态压缩实验。分析了W的含量(0%,30%,65%)、Al颗粒粒径(13,45,75μm)以及PTFE颗粒尺寸(25,160μm)对反应材料的准静态力学性能的影响。用准静态密闭反应容器对反应材料进行了冲击释能测试,测得反应材料在750~1200 m·s~(-1)的冲击反应压力、释能持续时间。分析了Al颗粒粒径及PTFE材料粒径对冲击反应释能特性的影响。结果表明,当W的含量为0,30%和65%时,反应材料的失效强度分别为55.6、64.8和22.8 MPa,W的含量变化对屈服强度的影响不大。Al颗粒的尺寸从75μm减小到13μm时,反应材料的失效强度从64.7 MPa提高到83.1 MPa,提高幅度为28.4%。增大PTFE基体材料的粒径也可有效地提高反应材料的失效强度。反应材料的初始反应压力阈值和释放能量持续时间受材料粒径和准静态压缩力学性能的影响。     

基于极限学习机的杀爆战斗部末弹道参数优化研究

为研究末弹道参数与杀伤面积之间的复杂关系,以达到优化末弹道参数的目的,对破片飞散过程进行分析,为描述破片飞行轨迹建立了破片飞散模型,得到破片的落点,然后通过统计地面有效破片数,求解战斗部在不同末弹道情况下的杀伤面积,得到1 225种末弹道组合下的杀伤面积,最后基于这些数据,利用极限学习机(ELM)得到1 903 993种末弹道组合的计算结果。计算结果表明:当极限学习机的激励函数采用sigmoid函数,隐藏节点数在200个以上时,决定系数能够达到0.9以上,求解时间远远小于1 s,求解得到的最优末弹道参数对应的杀伤面积从优化前的438.1 m²上升至优化后的541.2 m²。     

时效温度对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金组织及摩擦磨损性能的影响

利用真空熔炼制备了Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金铸锭,对合金在800 ℃固溶处2 h后在300~500 ℃下进行等时时效,研究时效温度对合金的组织结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明:800 ℃固溶2 h后水冷的合金是单一过冷亚稳近β组织,低温时效后,样品中出现了弥散的α相,而当时效温度超过450 ℃以上时α相不再呈弥散分布,而是在晶界处富集。随着时效温度的升高,合金的硬度逐渐增高,到500 ℃时达到最高253 HV0.3,然后快速降低;摩擦因数同样随着时效温度的增高呈现先升高后降低的规律。450 ℃时效的样品的综合性能最好,摩擦因数较小,且磨损试样出现了粘着磨损的特征。