超高分子量聚乙烯纤维复合材料的应用及其抗侵彻性能研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因在比强度上的巨大优势引起科研技术人员的广泛关注(其密度约为0.97g/cm3,而抗拉强度可达GPa量级)。研究表明,以UHMWPE纤维作为主要组分的复合板在侵彻防护领域具有极大的应用潜能,其防护效率明显优于现有陶瓷、轻金属等抗侵彻材料。介绍了UHMWPE纤维的基本性质、发展现状及其抗侵彻机理,概述了以UHMWPE纤维为主要组分的复合材料在抗侵彻领域中的应用,指出了UHMWPE纤维复合材料发展中有待解决的问题。     

飞机撞击下高温气冷堆乏燃料厂房损伤研究

本文针对典型高温气冷堆乏燃料厂房在双发商用飞机撞击载荷下的响应及结构完整性开展研究，并探讨结构特性对撞击损伤的影响。对乏燃料厂房及飞机分别建立有限元模型，通过弹体-目标相互作用分析模拟了飞机撞击过程，综合IAEA与NRC的评价准则对乏燃料厂房在飞机撞击下的损伤程度进行评估。数值结果表明：厂房上对应于机身及发动机的撞击位置发生可接受的局部损伤；乏燃料贮存井墙体对于提高构筑物抗飞机撞击能力有重要作用。此外，构筑物外形对损伤有很大影响，圆柱形壳体的抗飞机撞击能力显著强于方形厂房，是核电厂厂房设计的优化方向之一。     

轴对称弹体非定常空泡流数值仿真

在水下弹体空泡优化建模的研究中,由于弹体水下运动过程中生成的空泡形态及特性,直接影响弹体出水时的表面冲击载荷及空中弹道的稳定性,最终决定射弹打击目标的准确性.为研究弹体水下变减速运动过程中的空化现象,利用FLU-ENT的自然空化模型与动网格技术,对水下轴对称弹体的非定常空泡流进行模拟计算.结果显示,弹体在变减速运动过程中所形成空泡的主体尺寸变化规律与SCAV软件一致,非定常空泡的长度和最大直径均随着自然空化数的增加呈现先增后减的变化趋势;在初始速度一定情况下,质量越大的弹体运动速度衰减越慢,同一空化数下所形成空泡的尺寸越大.     

弹体在岩石中侵彻与贯穿计算原理

根据岩石抗侵彻过程中变形和破坏状态，提出了岩石的变形与破坏模型。利用波阵面上的动量守恒关系和弹体表面的运动规律，得到了有别于国内外的作用在弹体表面的应力表达式。通过破碎区与径向裂缝区的能量传输关系，得到了侵彻与贯穿问题中的比例换算关系，从而推出了具有工程尺度的侵彻计算公式和具有物理基础的贯穿过程。通过与国内外现有的经验公式计算结果对比分析，验证了本公式的可靠性。     

弹体侵彻混凝土过载特性研究

依据量纲理论 ,建立了混凝土中侵彻弹体过载特征的工程计算模型 ,对试验结果进行回归分析拟合出工程计算模型的具体公式 ,最后由试验中实测的过载特征参数验证了公式的可靠性     

斜截头弹体入水的弹道特性

斜截头弹体的入水会发生姿态偏转和弹道弯曲。从理论上分析弹丸在水中的偏转过程,得出斜截头弹体姿态偏转方程。利用AUTODYN软件对斜截头弹体入水过程进行数值模拟,基于模拟结果提出描述弹体质心轨迹的经验公式,并通过试验验证其准确性。设计炮射垂直入水试验,利用高速摄像机记录弹丸的撞击速度和运动过程。试验结果表明：理论分析得出的姿态偏转方程可靠,数值模拟和基于数值模拟得出的质心弹道经验公式的预测精度可信。     

典型泡沫铝夹芯材料的枪弹侵彻仿真与实验

为考察枪弹打击下三明治型泡沫铝夹芯材料的防护性能,采用仿真分析与实弹打击试验相结合的方法,研究7.62 mm枪弹对不同面板配置泡沫铝夹芯材料的打击效果.结果表明:增加泡沫铝芯层后,金属层合材料的抗侵彻性能有大幅提升;入射、出射面板总厚度一致情况下,增大入射面板厚度能改善材料整体抗侵彻能力;入射和出射面板为Q235钢且芯层为均质泡沫铝时,在面板总厚度8 mm、芯层厚50 mm的结构配置下能够有效防护以735 m/s速度入射的7.62 mm步枪弹.该研究可为泡沫铝夹芯材料在军用装备抗弹防护中的应用提供参考.     

药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响

为研究药型罩形位偏差对聚能装药射流成型及其破甲过程影响,采用经脉冲X光摄影试验和侵彻深度试验验证的数值模型,探究了药型罩偏移量在0～0.05D_k范围内时罩表面压力分布情况、射流成型参数及侵彻深度的演化规律,获得满足良好射流性能的药型罩偏移量允许范围,并揭示了药型罩偏移与偏斜耦合情形下射流形态及横向速度的变化规律。结果表明：药型罩偏移影响了t=10μs和t=12μs时刻(压垮过程中期和中后期)罩表面压力的旋转对称分布,而t=4μs和t=14μs(压垮过程早期和后期)几乎不受影响;药型罩偏移量为0.0125D_k时,射流保持着良好的准直性和连续性,侵彻深度较轴对称情况下降了6.6%;当药型罩偏移量超过0.0125D_k后,射流形态呈弓形状,弯曲严重时将会发生断裂,且侵彻深度下降百分比均超过10%;当药型罩偏斜角为-0.015α,偏移量由0向-0.0125D_k变化时,射流弯曲方向发生改变,弯曲程度呈先减后增的趋势变化。