高应变率加载下金属柱壳断裂的实验研究

针对高应变率加载下金属柱壳复杂动力学响应,采用高速分幅相机和多普勒探测系统阵列联合测试了钛合金柱壳在内置炸药加载下膨胀、断裂直至整体破碎的表面动态图像和局部区域的速度历史剖面。通过对比分析估算了表面裂纹萌生及爆轰产物泄露时刻的工程应变,观察表面断裂模式并获得裂纹萌生扩展与速度剖面的关联;并从回收破片断口形貌确定柱壳整体失效的断裂特征。     

破片对柱壳装药的撞击毁伤试验研究

文中对射弹撞击引爆装药的几种判据进行了分析，并利用某型破片式战斗部对带防护的柱壳装药模拟靶进行了易损性毁伤试验研究。针对常规破片撞击毁伤不同装药模拟靶的试验结果进行了效应分析，与常用的工程判据进行了对比，给出了破片对此种类型柱壳装药的可能毁伤的阈值范围。     

圆柱薄壳装药破片冲击毁伤实验

研究单个破片冲击下圆柱薄壳装药的毁伤效应.采用12.7 mm弹道枪、通靶测速仪和高速摄影机组成实验系统,进行1.0～1.7 km/s速度范围内球形和圆柱形钢、钨合金破片对圆柱薄壳装药靶标的冲击实验,通过高速摄影捕捉装药受冲击瞬间的物理现象;对试验后未发生反应炸药进行扫描电镜(SEM)观察.据此,分析不同破片冲击下圆柱薄壳装药的毁伤效应,确立了不同破片冲击下圆柱薄壳装药的毁伤模式.     

多爆炸成形弹丸引爆带壳装药数值模拟研究

利用LS-DYNA有限元数值计算软件,对多爆炸成形弹丸(MEFP)战斗部冲击引爆带壳装药过程进行了模拟研究,对比分析了中心点、环形和平面3种起爆方式对MEFP的影响。相比中心点起爆,平面起爆时中心弹丸速度提高27.8%,动能提高87.5%;环形起爆下,中心弹丸速度提升24.6%,动能提升77.5%。3种起爆方式均能实现对带壳装药的冲击起爆,表明基于MEFP销毁带壳装药方法可行。相对于点起爆、环形起爆方式,采用平面起爆方式时弹丸发散角最小,弹丸束密集程度最高,利于提升未爆弹引爆率。     

带壳装药热爆炸冲击波超压测量及分析

冲击波压力是评估炸药爆炸效应的重要参数,冲击波压力的特征与装药形式和起爆方式密切相关.介绍了带壳装药热爆炸模式下的装药周围空气中的冲击波超压的测量方法和测量结果,并结合爆室结构,对结果进行了深入分析.带壳装药爆炸时,由于电动效应及爆炸产物和壳体之间的摩擦,会产生电磁辐射,且电磁辐射信号持续时间和复杂程度与裸露炸药爆炸时...     

20钢柱壳外爆拉-剪切型断裂研究

研究20钢柱壳在较低爆炸载荷作用下的膨胀断裂特性,探讨拉伸断裂起始及拉-剪混合断裂机理。回收碎片宏观及微观分析结果显示:20钢柱壳在较低爆炸压力作用碎裂为拉剪-混合断裂,但与传统认为裂纹一般从柱壳外表面起始不同,断裂裂纹起始于柱壳壁厚内部,随膨胀变形发展向内、外表面扩展,形成拉-剪混合断裂。实验结果很好解释了许多金属柱壳爆炸实验中柱壳外表面出现裂纹的时间早于爆轰产物泄漏时间与动态有限元变形分析中外表面应力、应变始终处于较小状态之间的矛盾。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

爆炸载荷下紫铜断裂机理的实验研究

通过对内部爆炸载荷下紫铜壳体动态断裂断口形貌的SEM观测,发现紫铜在高应变率下出现脆性化,得出了紫铜在高应变率下的动态断裂机理.为高速冲击下金属材料动态性能研究提供了依据.     

模块装药快速烤燃特性的数值预测

为了研究模块装药的热安全性,基于可燃药盒材料和单基药的化学反应机理,建立了模块装药的二维非稳态烤燃模型。在外界升温速率为1～10 K·min~(-1)下,分析了模块装药的快速烤燃响应特性。结果表明,模块装药最初的着火位置均是在靠近可燃药盒内壁面左右两侧的单基药中,点火区为两个环形响应区。随着升温速率的提高,环形响应区将从单基药内向药盒内壁面方向移动,但外界升温速率的变化对模块装药点火位置的影响较小。在1,6,10 K·min~(-1)升温速率下,单基药发生烤燃响应的点火温度分别为458.2,453.9 K和455.7 K,与文献中实验所测得的点火温度(443～463 K)基本吻合。外界升温速率的变化对模块装药发生烤燃响应的点火温度影响较小,但随着升温速率的提高,模块装药发生烤燃响应的点火时间呈指数型衰减。     

某金属传火管不同装药对点传火性能的影响研究

针对某大口径火炮设计了中心金属传火管,在点传火模拟试验装置上进行了该金属传火管的点传火试验。通过对比分析传火管管内压力、火焰传播速度、破孔时间差以及点传火时间等参数的变化情况,对影响金属传火管点火性能的点火药种类和装药量两个因素进行对比分析。结果表明与大粒黑和小粒黑相比,当点火药为苯萘药条时更有利于提高药床的透气性,能够明显提高火焰的传播速度,缩短破孔时间和点传火时间,且随着苯萘药条药量的增加,火焰传播速度、点火能量也随之增加,具有更为良好的点传火性能,该结论可以为下阶段工程化应用提供设计依据。     

不同升温速率下模块装药慢速烤燃特性的数值模拟

为分析模块装药在外界热刺激下的热稳定性,开展了模块装药慢速烤燃特性的研究。建立模块装药慢速烤燃模型,在1.8 K/h、3.6 K/h和 7.2 K/h 3种升温速率下进行数值模拟计算。结果表明：在慢速烤燃条件下,升温速率较低（1.8 K/h、3.6 K/h）时,烤燃响应区域靠近中心传火管;升温速率较高（7.2 K/h）时,烤燃响应区域已不再靠近中心传火管的位置。由此可见,升温速率对模块装药着火时间和烤燃响应区域位置有较大的影响。随着升温速率的提高,着火时间变短,烤燃响应区域向单基药中心移动,烤燃响应区域由一个中心环形区域变成关于中心对称的两个环形区域,升温速率对烤燃响应区域的着火温度影响较小。     

不同装药工艺对装药安定性的影响

利用大落锤撞击模拟加载装置,对注装、压装、浇注三种装药条件下的不同炸药进行了加载应力试验,并对三种装药工艺进行了地面动态装药安定性打靶试验,试验结果表明,在装药其它条件相同的情况下,压装药相对钝感,其安定性优于注装药及浇注药。     

液压缸位置伺服系统模糊PID 控制器

为使电液比例节流控制能够适应负载的变化,修正开度大小,设计一种模糊PID 控制器,对电液比例阀 进行死区补偿。通过查找模糊规律表的方法,使用历史数据计算油缸速度与加速度,对Kp、Ki、Kd 参数进行修正, 并与传统PID 方法进行实验对比。结果表明：该模糊PID 控制器受负载的影响比传统PID 控制器小,能改善控制效 果,且具有较强的鲁棒性以及较短的调节时间,阶跃响应更快。     

典型炸药柱的400kg落锤撞击感度特性分析

为了研究炸药在冲击作用下的安全性能,利用400 kg落锤加载装置对梯恩梯(TNT)、B炸药(Comp.B)、钝化黑索今(P-RDX)等典型炸药柱进行了撞击感度试验,将所测结果与GJB772A - 97方法测试的炸药撞击感度、抗压强度进行了相关性分析.结果表明,在试验条件下,组成相近的配方,药柱撞击感度与抗压强度、成型工...     

坦克履带板疲劳裂纹分形维数随裂纹扩展的变化规律

ZGMn13是主战坦克履带板材料,研究其断裂性能对提高坦克的战技水平意义重大。本文用扫描电镜( SEM)对有疲劳裂纹试件按确定位置进行拍照,经编程处理后得到裂纹轮廓线,采用垂直剖面法测量其分形维数,通过研究分形维数随裂纹扩展的变化规律,最终确定在每个试件疲劳裂纹的中间位置其分形维数最大。     

Experimental Simulation for Fracture of Gun Propellant Charge Bed

The simulation of compression and fracture of charge bed in chamber is one of the key problems in the study of launch safety of gun propellant charge. A new kind of experimental device that can be used for simulation is given. Its structure and operational principle are introduced. Using a semi-closed vessel as a source of compression force, the device can simulate any kind of dynamic environment in a gun propellant charge. Using the low temperature inert gas (N2) as the compression medium, the device can not only ensure that the simulation is real, but also protect the fragmentized propellant from combustion after experiment. Using the device, many simulation experiments have been accomplished, and dynamic environment of propellant fracture is acquired. With the experiments, fragmentized propellant for the compression and fracture of charge bed is obtained. Results of experiments show that the new device can be used to study the principle of the compression and fracture of charge bed.