聚能装药侵彻混凝土的径向扩孔工程研究

扩孔孔径大小是聚能装药侵彻混凝土目标的重要设计参数之一。在分析射流侵彻混凝土各个阶段特点的基础上,根据射流侵彻混凝土的扩孔特点,将扩孔过程分为初始孔径形成和克服惯性力扩孔两个阶段,并得到了初始孔径与射流直径关系的简单表达式。利用连续介质力学和修正后的伯努利方程对克服惯性力扩孔过程进行了计算,在忽略环向拉力的情况下,推导出扩孔速度随孔径的变化关系和射流侵彻混凝土的扩孔公式,并进行了编程计算和试验验证。将理论值与试验数据进行对比,结果表明,该公式满足混凝土扩孔工程计算的要求,对串联侵彻战斗部前级聚能装药结构设计具有一定的指导意义。     

强磁场对聚能射流稳定性作用机制

基于静态穿深实验以及闪光X光摄像实验,开展不同作用时序下磁场对聚能射流稳定性作用机制的研究。根据所得实验结果,分析相同炸高、不同时序控制作用下磁场耦合作用对聚能射流侵彻威力的影响。结合聚能射流与侵彻通道形态之间的关系,获得不同工况下与强磁场耦合后聚能射流对靶板的侵彻孔形形态特性,并通过孔形特性来判断强磁场对聚能射流稳定性的影响机制。根据实验结果对比可知,在一定条件下,不同时序控制的磁场均可增加聚能射流的稳定性,聚能射流的稳定性增加主要表现为延缓连续聚能射流的断裂和抑制断裂射流颗粒的翻转。     

新结构药型罩射流对等效前舱的抗干扰研究

为有效降低弹药前舱对聚能射流的干扰作用,提高射流穿过前舱后的侵彻威力,设计了一种新结构药型罩.通过将前舱等效为均质靶板的等效方法,得到了均质等效靶的等效厚度.利用AUTODYN-2D数值仿真软件分别对新结构药型罩和常规药型罩射流侵彻等效前舱作用过程进行了数值计算,并对射流穿过等效前舱后的侵彻孔形进行了理论计算.结果表明,与常规药型罩相比,新结构药型罩降低了等效前舱对射流的能量消耗,提高了射流穿过等效前舱后的头部速度和射流能量,对带等效前舱钢筋混凝土目标的侵彻深度提高了11.7%以上,理论计算和试验孔形基本吻合.新结构药型罩射流对前舱的抗干扰能力明显优于常规药型罩.     

时序控制对强磁场耦合聚能射流过程的影响

基于改变时序控制的相关侵彻深度实验,对强磁场耦合聚能射流过程中的时序控制作用进行研究。采用两种不同结构的强磁体(Ⅰ型和Ⅱ型)进行相关实验研究,实验研究过程中,在其他条件不变的情况下,改变实验的时序控制,分析受强磁场作用后聚能射流的侵彻深度以及侵彻通道的孔形,研究相同电路结构、不同时序控制作用下强磁场对聚能射流稳定性的影响。研究结果表明：时序控制是强磁场耦合聚能射流过程中的重要影响因素之一;由于聚能射流的主要侵彻能力集中在中前段,通过时序控制,使强磁场充分与聚能射流中前部发生作用,能有效地提高聚能射流侵彻效能;对于Ⅰ型强磁体,通过时序调整,56 mm聚能装药形成的射流侵彻能力由初始增加1.7%提高到增加32.8%;对于Ⅱ型强磁体,由初始增加1.6%提高到增加69.4%.     

爆炸载荷下蜂窝夹层复合结构吸能特性研究

蜂窝结构具有良好的吸能特性。将蜂窝结构作为夹层,研究复合靶板在爆炸载荷下的变形以及能量吸收特性。采用数值模拟方法对比分析了在相同爆炸载荷下蜂窝横向放置、纵向放置以及在这两种蜂窝内填充橡胶等四种不同夹层结构的复合靶板的变形以及吸能特性。结果发现:不同蜂窝夹层复合靶板变形以及吸能特性各不相同。蜂窝纵向放置时复合靶板各部分变形显著、吸能比例较为平均,而横向放置时复合靶板主要以面板的大变形来吸收能量。在蜂窝内填充橡胶会影响蜂窝以及复合靶板的吸能能力。填充橡胶的横向放置的蜂窝复合靶板吸能能力最好且具有较小的变形。     

马赫波反射中过度压缩系数的计算

基于采用马赫波反射理论推导出计算过度压缩系数的表达式,根据PBX 9501炸药爆炸后马赫波后压力文献值确定了表达式中各项系数的值。结果表明,该表达式可以反映爆轰产物压力对过度压缩系数的影响;当爆轰波的入射角很大时,也能计算出马赫波后压力的实数解;过度压缩系数不是常数,而是随着爆轰波入射角的增加而减小;当爆轰波入射角一定时,马赫波阵面上从碰撞点到三波点,过度压缩系数逐渐减小。采用过度压缩系数表达式计算出的马赫波后压力与文献值相符,说明该表达式是可信的。     

聚脲弹性体“三明治”夹层结构抗爆性能

聚脲弹性体具有良好的力学性能,为研究聚脲作为夹层时靶板的抗爆性能,运用数值模拟对该靶板在爆炸载荷作用下的动态响应过程进行研究,与裸钢板和表面喷涂聚脲弹性体钢板进行对比,主要分析了靶板的变形特点、吸能特性以及对冲击波的衰减;并分析了三明治靶板的面板、夹层、背板厚度变化时对靶板抗爆性能的影响,结果表明,聚脲弹性体能够提高钢板的抗爆性能,作为夹层时抗爆能力更佳;当聚脲夹层厚度为0,2,14,30 mm时,靶板的背压分别为81.78,46.37,7.58,2.28 MPa。三明治夹层结构的面板和背板需要有一定的强度来抵抗变形。     

磁场抑制断裂聚能射流颗粒翻转试验研究与数值模拟

为了研究磁场对翻转射流颗粒的抑制和修正问题,分析了断裂聚能射流颗粒与外加磁场的相互作用过程,使用装药直径为56 mm的成型装药在490 mm和650 mm 2种炸高下进行了磁场与聚能射流相互作用的试验研究,利用Ansoft Maxwell电磁分析软件,对不同初始翻转角度的聚能射流颗粒在外加磁场中的受力以及力矩情况进行了数值仿真,仿真和试验吻合较好。仿真结果表明,磁场对翻转射流颗粒具有抑制和修正作用,初始翻转角度对射流颗粒的受力以及力矩有较大影响; 材料的电阻率在聚能射流颗粒与强磁场相互作用过程中有很大的影响。     

氮化铝/氧化石墨烯对环氧树脂胶黏剂导热性能的影响

使用硅烷偶联剂KH-560对氮化铝进行了表面改性,并以其为导热填料,环氧树脂为基体,制备了氮化铝/环氧树脂导热胶黏剂。采用FTIR、SEM、TG、热常数分析仪对导热胶黏剂进行了表征。结果表明:改性后硅烷偶联剂分子成功接枝在氮化铝表面。改性后,氮化铝与环氧树脂的界面粘结力增强,热稳定性和导热性均得到明显改善。当氮化铝质量为导热胶黏剂质量的70%时,改性氮化铝/环氧树脂热胶黏剂的导热系数为2.24W/(m·K),而未改性氮化铝/环氧树脂的导热系数仅为1.73W/(m·K)。为进一步提高其导热性能,制备了改性氮化铝/氧化石墨烯/环氧树脂导热胶黏剂,当改性氮化铝和氧化石墨烯的质量分数分别为50%和3%时,导热胶黏剂导热系数为3.05 W/(m·K)。     

Zr基非晶合金药型罩射流的成型研究

射流成型情况关系到对目标的侵彻毁伤效果.非晶合金材料有着不同于金属材料的独特力学特性,其用于聚能装药中形成的射流形态十分特殊,可以在保证一定侵彻深度的同时提高开孔孔径.将数值模拟和试验验证相结合,对Zr基非晶合金药型罩射流成型特性展开研究.将Zr基非晶合金和Cu药型罩形成的射流进行对比分析,发现具有明显差异.这是由于非...