复合靶板抗侵彻能力数值仿真研究

为研究SiC陶瓷、玻璃纤维和RHA钢材料及厚度配比对三层复合靶板抗侵彻能力的影响,建立杆式穿甲弹侵彻三层复合靶板的数值仿真模型,通过对比弹丸侵彻靶板后的剩余速度,分析不同材料厚度配比复合靶板抗侵彻能力。研究结果表明：当RHA钢背板及复合靶板总厚度一定时,增加陶瓷的相对厚度能有效提高复合靶板的抗侵彻能力;三层厚度比例为1∶5∶4的200mm复合靶板具备良好的抗侵彻能力,同时靶板质量相对较小,可以为复合靶板的结构设计提供参考。     

陶瓷/船用钢抗破片模拟弹侵彻的实验研究

为了获得破片模拟弹对陶瓷/船用钢靶板的侵彻规律,实验研究了10 g破片模拟弹侵彻不同厚度配比的陶瓷/船用钢靶板的弹道极限,分别分析了陶瓷面板和船用钢背板的变形情况及弹道极限随陶瓷厚度和船用钢厚度的变化关系.陶瓷面板呈现完全贯穿横向的径向裂纹和向靶前喷射的陶瓷碎粒,破口直径远大于弹体直径;船用钢背板在弹道极限附近呈现出隆...     

纤维陶瓷复合材料抗侵彻试验与数值模拟分析

以100mm半穿甲弹为防护对象,对纤维陶瓷复合材料的抗侵彻性能进行了试验研究,采用LS-DYNA软件建立了弹体侵彻纤维陶瓷复合靶板的有限元分析模型,给出了弹体与靶体的破坏变形发展过程及应力波传播过程,结果表明,纤维陶瓷复合材料对弹体的磨蚀程度较明显,可以较大程度地降低弹体的剩余能量,有限元计算结果与试验结果吻合较好,为下一步试验与理论分析提供了参考。     

尖卵形弹丸侵彻薄靶板数值模拟

为研究尖卵形弹丸侵彻薄板时弹丸的剩余速度及靶板的失效形式,运用AN-SYS/LS-DYNA动力显示分析软件对不同头部形状系数和着速的弹丸侵彻不同厚度薄板的过程进行数值模拟,得到弹丸剩余速度、靶板破坏形式、能量和过载曲线。分析结果表明弹丸的剩余速度和过载受着速影响,靶板厚度和弹丸头部形状系数减小,剩余速度增大,靶板破坏形式由单一花瓣型转变为伴随冲塞和韧性穿孔的形式.     

离散元法侵彻混凝土靶板数值模拟研究

基于细观力学原理,采用非连续的离散元软件PFC3D对S.J.Hanchak的弹丸侵彻混凝土靶板的部分试验进行数值模拟,使用平行接触模型模拟混凝土颗粒之间的接触力和力矩,对弹丸的剩余速度和靶板的破坏形式进行对比。结果表明:使用非连续的离散元法模拟多项非均质的混凝土是很合适的。同时分析了混凝土的非均质性对弹丸剩余速度和偏转角的影响,为弹丸高速侵彻混凝土靶板时,混凝土是否可以考虑成均质材料提供一定参考。     

爆燃驱动式射钉侵彻Q235靶板数值模拟

为研究爆燃驱动式射钉侵彻靶板深度的影响因素及规律,对直径7 mm的射钉垂直侵彻20 mm厚Q235靶板进行数值模拟.基于LS-DYNA有限元软件,选择Johnson-Cook本构模型和Gruneison状态方程对射钉侵彻靶板过程进行仿真模拟,并通过侵彻试验验证模型的合理性.采用所建立的仿真模型,模拟分析射钉的头部锥角和材料强度、炸药驱动力、射钉与靶板初始间隙等因素对Q235靶板侵彻深度的影响规律.结果表明:随着射钉头部锥角增加,侵彻阻力不断增大,射钉最大速度逐渐减小,侵彻深度及有效侵彻深度不断减小;射钉材料的静屈服强度低于700 MPa时,由于钉体发生明显的墩粗变形,侵彻深度较浅,而高于700 MPa时,射钉材料的静屈服强度对侵彻深度影响较小;炸药爆燃产生的气体压强低于150 MPa时,侵彻深度随气体压强增大近似呈线性增加,而高于150 MPa时,靶板背面变形使应力得到释放,侵彻深度显著提高;随射钉与靶板初始间隙增加,射钉在接触靶板前可获得更高的速度,侵彻深度不断增大,但超过20 mm后,初始间隙对侵彻深度基本没有影响.     

新型旋进侵彻钻地弹数值模拟

为了使钻地弹的侵彻深度达到毁伤的目的,通过在弹体表面刻螺旋槽,基于TrueGrid建立了三种不同结构的弹丸有限元模型.应用LS-DYNA3D进行了数值模拟仿真,初步探讨了三种不同结构的弹丸和混凝土相互作用的规律,得到了作用过程中三种不同结构弹丸的破坏效能.结果表明:由于外表面刻螺旋槽,弹丸在侵彻过程中产生旋转力矩剪切混凝土,使侵彻效能提高了20%.研究结果可为钻地弹在增加侵彻深度效能上提供借鉴.     

预应力钢筋混凝土安全壳侵彻数值模拟分析

应用显式动力有限元程序，对核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳进行了卵形头弹体侵彻数值模拟分析。采用HJC混凝土累积损伤材料模型，采用分离式三维有限元计算模型，分析了预应力钢束及预应力对弹体侵彻过程的影响。     

抗侵彻陶瓷复合装甲的研究现状

本文简要介绍了陶瓷复合装甲的结构形式,分析了陶瓷复合装甲的侵彻过程,对近年来陶瓷复合装甲的研究现状作了简单的概述。认为陶瓷与金属层和纤维层的组合形式,几何尺寸分配以及各层材料性能是实现优化抗弹性能要考虑的方面。     

高速摄像系统用于陶瓷复合靶板的 动态参数测量研究

提出了高速摄像系统用于陶瓷复合靶板动态参数测量方法。对射弹作用后的陶瓷/金属复合靶板的动态测量问题进行了试验研究和理论分析,利用数字图像处理技术中的二值化、数学形态学滤波、像素面积计数、Hough变换等对图像进行预处理,再对射弹作用后飞散陶瓷碎片的分布面积以及运动平均速度进行了测量。研究结果表明,本方法能准确、有效地获取相关试验数据。     

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.     

陶瓷装甲材料抗侵彻性能的有限元分析

采用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对钨杆弹侵彻陶瓷(YB-AD90陶瓷)厚靶和陶瓷复合靶(钢 陶瓷 钢)建立有限元模拟,并进行数值分析,采用2种弹型(平头弹和尖头弹)的穿甲弹分析了穿甲弹的侵彻深度与弹速、弹型及靶厚之间的关系.     

预控破片形成过程的数值模拟与分析

为了获得预控破片战斗部破片的飞散规律,利用ANSYS／LS-DYNA有限元软件对某榴弹壳体膨胀和破片破碎过程进行数值模拟,得到破片初速和飞散方向角沿弹轴曲线分布,与破碎性试验回收破片的统计结果和经验公式都基本一致,这说明模型简化及计算参数的正确性．     

预控破片形成及侵靶行为数值模拟

为了优化预控破片弹的弹体预制槽加工方案,增强弹丸杀伤威力,提高弹体材料利用率,运用有限元软件ANSYS模拟了局部弹体材料爆轰形成预控破片的过程,研究了预控破片分别以不同初速度和不同侵彻角侵彻三种靶板的行为,并对模型应力分布和破片速度衰减变化进行了对比分析.结果表明,预制槽附近首先发生破碎,形成了形状规则的预控破片,破片的初速度、靶板材料和侵彻角都将显著影响预控破片的侵彻能力.模拟结果可为预控破片弹的设计和优化提供参考.     

钨球贯穿陶瓷 /铝复合靶的弹道极限分析模型

针对钨合金球侵彻陶瓷/铝复合靶的实验结果,对钨合金球侵彻陶瓷复合靶的作用机理进行了简单分析;从能量的角度对背板变形进行分析,建立了钨球贯穿陶瓷复合靶的弹道极限分析模型,并利用该模型对钨球贯穿陶瓷/铝复合靶进行了数值计算.将计算结果与试验结果进行比较,它们有较好的一致性.     

ALE方法在钢筋混凝土侵彻数值模拟中的应用

介绍了LS-DYNA程序和ALE方法的计算原理,分析了钢筋混凝土侵彻的目标特性,选用D材料模型,使用ALE方法对钢筋混凝土的侵彻进行数值模拟,形象和真实地展现钢筋混凝土侵彻现象,并对数值模拟的结果进行分析比较,对钢筋混凝土的侵彻研究有重要的参考价值.     

数值建模方法对混凝土靶板侵彻过程的影响

混凝土靶板侵彻过程中,弹丸通常会受到骨料及砂浆带来的非对称力作用,导致弹丸质量非对称磨蚀,造成弹丸偏转,影响精确打击目标的效果。从细观组成出发,将混凝土看作是由骨料、砂浆和二者之间的界面过渡区构成的三相复合材料。介绍了3种不同类型随机骨料模型的程序语言实现方法及各自的建模特点,结合连续介质模型,采用动力学分析软件LS-DYNA对S.J.Hanchak的部分混凝土靶板侵彻试验进行了数值模拟,考察了细观组成对弹丸剩余弹速及偏转角的影响,为细观力学层次上混凝土靶板侵彻问题数值模拟方面的研究提供一定参考。     

FRP增强混凝土缺口梁破坏模式的数值模拟

为了探讨纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土缺口梁的缺口高度(a0)和FRP片材长度(Lz)对破坏模式及其极限承载力的影响,对缺口梁在集中载荷作用下的内部裂纹扩展、破坏模式及极限承载力进行了数值模拟,并从极限承载力和声发射信号方面入手探讨了FRP片材对混凝土梁的加固机理.数值模拟给出了载荷-位移曲线、声发射-位移曲线和...     

数值模拟技术在钻地武器侵彻研制中的应用

介绍了数值模拟的主要算法和发展趋势,并利用有限元程序LS-DANA对钻地弹侵彻混凝土进行了模拟,具体采用拉格朗日方法进行了建模、计算,得到了它随时间变化的侵彻图、速度和加速度图等,结果表明：钻地弹速度和加速度随着侵彻过程不断减小,在35μs左右穿透混凝土时趋于稳定,并与文献有较好的一致性,数值模拟结果可以为钻地武器设计提供依据,并在节约经费、减少实验数量和缩短研制周期方面有重要作用。