火炮高低机缓冲制动过程振动分析与仿真研究

为研究火炮高低机缓冲制动过程的作用规律,分析了缓冲制动装置结构和作用机理,建立了蜗杆轴向振动微分方程.在此基础上,建立了缓冲制动装置的虚拟样机模型.考虑冲击外力、传动间隙、碟形弹簧刚度、阻尼及预压力等因素,仿真得出蜗杆和摩擦片的振动响应曲线,与部件实际运动规律相吻合.重点考虑传动间隙对缓冲制动装置的影响,仿真结果表明,制动盘和摩擦片的间隙只有控制在一定范围内,缓冲制动装置才能充分发挥其效能.     

多层异质陶瓷复合靶板抗侵彻试验及数值模拟

为研究结构形式及泡沫铝夹芯对多层异质陶瓷复合靶板抗侵彻性能的影响,根据DOP试验方法,利用14. 5 mm穿甲弹对4种不同结构多层异质陶瓷复合靶板进行侵彻试验研究,通过数值仿真对4种结构靶板抗侵彻性能进行模拟,验证模型的正确性,并分析泡沫铝厚度对复合装甲结构抗侵彻性能的影响。结果表明:10 mm陶瓷+10 mm芳纶+6 mm 616装甲钢的防护性能最优,泡沫铝夹芯结构有助于减小陶瓷板损伤面积,提升抗多次打击能力;装甲钢作为芳纶支撑板,有助于增加弹丸侵彻阻力;泡沫铝厚度对靶板防护性能影响显著。     

多角度交替缠绕复合圆筒的剩余应力算法及水压试验

针对含薄壁钢内衬碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）多角度交替缠绕复合圆筒的剩余应力计算问题,基于正交各向异性材料的厚壁圆筒理论和弹性叠加理论,提出了考虑卸去芯模影响的多角度交替缠绕下CFRP各层和钢内衬剩余应力的逐层叠加算法,研究了恒缠绕张力下,芯模厚度和螺旋层缠绕角对CFRP各层和钢内衬剩余应力的影响。计算表明：芯模厚度越大则CFRP层剩余应力越低,但芯模厚度过大将减弱缠绕张力对钢内衬的强化效应;螺旋层缠绕角约65°时,环向层剩余应力出现极小值,螺旋层剩余应力和内衬剩余应力均出现极大值。针对缠绕张力对钢内衬的强化效应,通过水压试验加载过程中钢内衬声发射特征与复合圆筒外壁应变测试,测得的钢内衬屈服载荷与理论预测值一致,基本证实了算法的有效性。为提高CFRP层缠绕质量,基于等剩余应力假设,提出了多角度交替缠绕张力制度优化设计思路,适用于内压管的张力制度优化。     

基于弹丸爆炸毁伤效应的复合材料与结构研究进展

军用地面装备的方舱化已成为当代不可逆转的发展趋势,但由于结构特点的限制,军用方舱的防护能力较弱。为了提高方舱在现代战争中的生存能力,基于弹丸爆炸毁伤效应的复合材料与结构的研究受到世界各军事强国的高度重视,得到了全面发展。弹丸爆炸的毁伤效应主要包括高速破片的侵彻效应与冲击波的破坏效应,文章回顾了军用方舱的发展历程,从防破片侵彻、防冲击波破坏以及防复合破坏效应等方面详细综述了复合材料与结构的研究进展和应用现状。     

基于Matlab的自行火炮液压管件应力分析

液压管件作为某型自行火炮液压系统的一类重要元件,其机械性能在很大程度上影响整个液压系统的工作寿命.采用建模和仿真技术研究其应力分布,提出依据广义胡克定律建立液压管件在高强度载荷作用下的力学模型的方法,利用Matlab进行仿真分析,结合仿真结果对液压管件径向及切向应力的分布规律进行了探讨,对于液压管件的疲劳分析以及力学性能研究具有一定的参考价值.     

基于主成分分析的装备保障能力薄弱环节模型研究

针对如何确定装备保障能力薄弱环节,进而提高装备保障能力,在分析保障系统,建立保障能力评估指标体系的基础上,运用主成分分析法求各指标共同度确定权重,并建立保障能力评估模型进行评估。提出指标薄弱度和指标裕度空间的概念,通过计算各指标薄弱度来确定薄弱环节,改变以往只依靠指标权重来确定保障能力薄弱环节的状况。结合实例运用Matlab软件仿真模型,计算各单位保障能力薄弱度,得出指标改进的优先排序。实践证明,所采用的方法能够合理配置资源,进而能快速、有效提高部队保障能力。     

层状复合结构抗侵彻性能试验与数值模拟

为研究3层及以上层状复合结构和金属丝缠绕材料(Entangled metallic wire material,EMWM)夹芯复合结构的抗侵彻性能,本文设计了4种复合结构:碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)、SiC/TC4/UHMWPE、SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/TC4/EMWM/UHMWPE。采用霍普金森压杆试验,研究了复合结构的动态力学行为。基于侵彻试验和数值模拟分析了复合结构的抗侵彻机制、防护性能和能量特性。最后,探索了约束效应对EMWM复合结构抗侵彻性能的影响。结果表明,本文设计的4种复合结构在减轻质量和减小厚度方面具有优势;EMWM在复合结构中能够延迟,阻碍应力波的透射,有助于减小复合结构的损伤;对EMWM施加约束可显著提高EMWM复合结构的抗侵彻性能。     

多层异质复合靶板抗侵彻性能试验及结构优化设计

针对多层异质复合靶板结构优化设计,对10 mm氧化铝陶瓷/10 mm芳纶板/6 mm 616装甲钢、10 mm氧化铝陶瓷/6 mm 616装甲钢/10 mm芳纶板2种结构抗14.5mm穿甲弹穿深(DOP)的性能进行了试验分析,对同工况下弹丸侵彻复合靶板进行了数值模拟。在验证数值模型的基础上,结合配方均匀设计方法,建立了相同面密度下复合靶板结构等效质量防护系数回归模型,分析了各层厚度系数对复合靶板防护性能的影响规律,完成了复合靶板结构的优化设计。结果表明,面密度为9.748 g/cm²的复合靶板,最优结构为6.5 mm氧化铝陶瓷板/1.8 mm芳纶/9.1 mm装甲钢,试验验证了优化设计结果的可靠性。     

多次冲击下泡沫铝动态压缩力学性能试验与本构模型研究

基于分离式霍普金森压杆装置对泡沫铝试样进行多次冲击加载试验,研究泡沫铝在中低应变率下的动态压缩力学性能。通过分析泡沫铝破坏形貌、透波率、应力-应变曲线以及能量吸收效率随冲击加载次数的变化规律,研究了损伤累积对材料动态力学性能以及吸能特性的影响机理。试验结果表明：随着冲击次数的增加,泡沫铝内部胞孔结构逐步崩溃压实,对应力波的衰减作用减弱,弹性极限应力及对应应变均有增强效应,且多次冲击下的损伤累积效应有助于提高理想吸能效率。基于试验所得应力-应变曲线,将损伤累积变量引入Sherwood-Frost方程,建立泡沫铝材料多次冲击下损伤累积本构模型,分析了形状函数参考曲线对应损伤累积能量与多次冲击试验损伤累积能量差值对本构模型准确性的影响,并进行了试验验证。