小口径榴弹局部改性控制破碎模拟试验研究

利用模拟弹对高能束局部改性工艺参量与破碎参量之间的关系进行研究,采用摸拟弹内部改性处理和外部改性处理两种方式比较裂纹源产生部位对破碎参量的影响,通过优化后的弹体处理工艺,研究能量密度、材料硬度与破碎参量的关系,实弹对比显示,高能束局部改性工艺可以满足小口径榴弹破碎性的要求。     

50SiMnVB钢圆筒在爆炸载荷作用下断裂行为研究

研究了在爆炸载荷作用下,50 SiMnVB钢圆筒自然破碎和高能束改性破碎后,破片拉伸和剪切断口在整个断面上的比例所发生的变化规律,表明采用高能束局部改性技术可以实现脆性材料圆筒断裂方式的转化。试验中还观察到在拉伸断口应力方向的断面上出现了熔化现象,这说明在拉伸断裂区局部存在着剪切现象,同时证明采用高能束改性后圆筒在爆炸载荷作用下可产生全壁厚剪切断裂。     

高能束控制破碎叠层模拟弹体毁伤效能试验研究

采用静爆试验考核高能束控制破碎叠层模拟弹的毁伤效能。结果表明:该弹采用高能束控制破碎技术处理后,能够有效毁伤新40火箭弹。其中,在爆轰波作用下两层壳体模拟弹较3层壳体模拟弹的预制破片更均匀,能够引爆新40火箭弹,对钢筒、钢棒有一定的侵彻能力,更好地满足设计要求。     

高能束控制破碎钨合金壳体破碎效果研究

采用高能束控制破碎技术对93W材料、复合钨合金壳体进行破片预制,通过静爆沙箱回收试验对破片进行回收分析。结果显示:不同C/M比、不同壳体壁厚高能束控制破片均能按预想方式达到破片断裂目的,破片控制率达到95%以上。设计时要根据不同C/M比、不同壳体壁厚有效调整高能束控制破碎参量,使之达到较好的控制效果。     

改性高能太根发射药热分解与燃烧性能研究

利用差示扫描量热法(DSC)、密闭爆发器试验研究了含黑索今(RDX)、聚醚聚氨酯弹性体材料(TPUE)的改性高能太根发射药热分解与燃烧特性,通过三维视频观察了改性高能太根药中止燃烧表面的形貌变化,分析了该类发射药的燃烧机理。结果表明:改性高能太根发射药的热分解过程主要分为由硝化棉、硝化甘油和硝化三乙二醇组成的基体的热分解和RDX的热分解;RDX颗粒的大小对改性太根药的实际燃烧过程产生较大影响。当RDX粒径为8.5μm和45μm时,两种改性太根发射药压力指数相当,其熔融和热分解过程主要发生在凝聚相区。当RDX粒径为90μm时,部分RDX颗粒从太根药基体脱离进入气相区分解燃烧,导致发射药燃面增加,质量燃烧速度加快,燃烧规律性下降;发射药中少量TPUE的加入对发射药燃烧性能影响较小。     

高能束控制破碎模拟弹体破片分布试验研究

采用扇形靶试验对高能束控制破碎模拟弹进行预制破片分布考核。从静爆靶试结果显示:模拟弹侵彻3 m靶距不同厚度A3钢板,破片分布在预计范围内,破片飞散角实测结果小于18°,破片带内的破片密度平均为2.68个/dm2;该弹采用高能束控制破碎技术处理后,破片控制效果好,能够满足弹丸的设计要求。     

高应变率下金属柱壳动态变形及形成破片特性研究

针对高应变率下金属柱壳动态变形及断裂响应问题,以50SiMnVB钢和40CrMnSiB钢壳体材料为研究对象,应用超高速摄影技术以及Autodyn数值模拟软件研究了壳体在高应变率下的动态变形过程。获得了壳体外壁自由面径向位移以及速度变化规律,并对回收所得破片的尺度分布规律以及断裂特性进行了分析。结果表明:壳体内部裂纹贯穿整个壁厚发生在20~25μs之间;40CrMnSiB钢壳体达到的稳定速度比50SiMnVB钢壳体提高了8.1%;试验回收所得壳体环向方向断裂形成的破片宽度变化呈正态分布,且40CrMnSiB钢壳体形成的破片质量在0.1 g以上数目比50SiMnVB钢壳体增加了49%,破碎程度更加严重。     

某小口径埋头弹弹体破碎性研究

埋头弹作为一种新型弹药,具有体积小、形状规则等优点,是未来弹药发展的重要方向之一。弹体破碎性直接影响弹丸威力,为提高弹丸威力,弹体材料、炸药种类、弹体装药结构必须合理搭配。通过对30CrMnSiA、40MnNiMo、50SiMnVB 3种常用弹体材料进行破碎性试验,寻求一种适合某小口径埋头弹的弹体材料。试验结果表明：50SiMnVB材料的弹体形成的有效破片数量最多,质量相对均匀,更适合用于小口径弹药弹体材料。同时,针对50SiMnVB弹体材料形成破片质量分布不均、利用率低等问题,利用ANSYS LS/DYNA有限元分析软件对该口径埋头弹弹体膨胀和自然破片形成过程进行了数值模拟,通过对弹体自然破片形成机理的分析并结合埋头弹发射具有高膛压、高过载的特点,设计出一种结构简单,加工成本低廉,可用于高膛压、高过载的弹体结构,并对所设计的弹体结构自然破片的形成过程进行数值模拟。数值仿真结果表明该种弹体结构设计方案具有较高的可行性。进行了破碎性试验验证,试验结果表明该种弹体结构形成的有效破片数量可增加16.5%。     

35CrMnSi穿甲弹侵彻45钢靶板的微观组织观察

研究钢弹体侵彻韧性钢板的侵彻机理有理论意义和工程应用价值。用金相显微镜、扫描电镜研究了35CrMnSi穿甲弹侵彻45钢靶板后靶板和残余弹体的微观组织,并用显微硬度仪对试样的不同部位进行了硬度测试。结果表明,从界面到靶板内部其显微组织可分为:再结晶层,细晶层,形变层及基体组织。细晶层中的铁素体和珠光体的硬度最高。在侵彻过程中,弹靶相互作用,弹体边破碎、边穿甲,破碎主要是由绝热剪切带引起,靶板破坏形式主要为韧性扩孔。     

易碎穿甲弹材料性能研究

为研究弹体材料性能对易碎穿甲弹破碎特性的影响,采用AUTODYN有限元软件,模拟了不同材料性能弹体对有限厚靶的作用过程,并根据斜侵彻有限厚靶过程中弹体发生折断现象的物理模型,分析了材料性能对折断现象的影响规律。结果表明：在一定范围内,弹体的破碎特性随着弹体材料密度的增大和抗拉强度的减小而提高;在大角度斜侵彻过程中,随着弹体材料密度的增大和抗拉强度的减小,弹体易于发生折断现象。     

40CrMnSiB钢圆柱壳体膨胀断裂中间状态回收试验研究

针对回火温度条件对金属圆柱壳体膨胀断裂动态过程的影响问题,设计了冻结回收试验,用于回收处于膨胀断裂状态的金属壳体断裂形貌。以200 ℃、350 ℃、500 ℃和600 ℃ 4种回火温度处理下的40CrMnSiB钢为研究对象,通过冻结回收试验获得了4种回火温度状态下壳体断裂中间状态,分析了不同回火温度对壳体断裂、裂纹萌生、扩展及分布的影响,揭示了回火温度对40CrMnSiB钢圆柱壳体宏观断裂特性的影响规律。研究结果表明：随着回火温度从200 ℃上升到600 ℃,初期受动态塑性及断裂韧性改善的影响,壳体的断裂相关参量变化明显,后期材料动态强度减小造成的影响更突出,断裂相关参量基本不变;在500 ℃回火状态下的壳体断裂应变最大,相对于200 ℃回火状态提高了48.1%.     

Preparation and Properties of PBXs Based on FOX-7 in Controlled Fragmentation Warhead Application（英）

Polymer bonded explosive(PBX)formulations were successfully prepared in the laboratory scale containing 1,1-diamino-2,2-dinitroethene(FOX-7)and hexogen(RDX)as brisant high explosives and different binder types of polyurethane(PU)based on glycidyl azide polymer(GAP) and hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) as an energetic and inert polymeric binder respectively.Casting technique was used for the preparation of different PBX formulations based on FOX-7/RDX and PU(GAP/HTPB)with 14% binder.The sensitivity to different initial impulses and performance characteristics of the explosive and lethal zone of the tested controlled fragmentation warhead by the fragmentation warhead assessment test(arena test)were studied,in which the arena test was carried out with a controlled fragmentation warhead made from Ck45 steel,with dimensions(100 mm length,30 mm outer diameter and 3 mm thickness).Results show that PBXGF4 has lower sensitivity to impact and heat than those of PBXGR4 by 188.4% and 3.2% respectively.Its friction sensitivity is the same as that of PBXGR4.It has better performance,in which detonation velocity increases by 2.1% and brisance increases by 0.5% when compared with those of PBXGR4.It was concluded that PBXGF4 which based on FOX-7 bonded with PU/GAP matrix has good characteristics as PBX,specially in the sensitivity to impact and can be applied for replacing PBXs based on RDX in the advanced PBXs for low sensitive fragmentation warheads.     

基于射击线技术的杀爆战斗部杀伤面积计算

针对杀伤面积进行计算时,通常借助统计学原理建立破片的空间分布规律,并向目标方向投影,从而得到破片密度和杀伤面积,提出了采用射击线技术描述全部破片的飞行轨迹参数和威力参数,完成杀伤面积的计算;基于杀爆战斗部破片飞散参数,建立了破片弹道射击线模型;对杀爆战斗部的杀伤面积进行了计算,得到了杀伤面积与导弹落速、落角、炸高之间的变化关系;计算结果表明：在一定的落角和炸高时,随着导弹落速的增加,破片杀伤面积增大;一定的落速和炸高时,随着落角的增加,破片杀伤面积也增大;在设定落速为500 m／s 时,计算落角分别为20°、40°、60°、80°、90°均存在一个使杀伤面积最大的炸高,由此可确定杀爆战斗部的最佳炸高。     

低碳钢等离子表面冶金Mo-Cr合金层的研究

通过双层辉光离子渗金属技术方法的处理,使Q235钢表面含有Mo、Cr、C合金元素,成分达到或接近冶金高速钢。该工艺技术的基本原理是在真空容器中,利用辉光放电的溅射现象,首先在Q235钢表面渗入合金元素Mo、Cr,表面质量分数分别达到20%和10%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面碳的质量分数达到2.0%以上。结果表明,经深冷处理的试样表面硬度达到1600HV0.25,明显高于未经过深冷处理工艺的合金层表面硬度1300HV0.25。摩擦磨损实验发现,未渗金属渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+2h深冷处理+低温回火、Mo-Cr共渗+渗碳+淬火+16h深冷处理+低温回火试样的摩擦因数依次降低;相对耐磨性依次上升。     

杀爆弹破片与冲击波对地面人员目标综合毁伤

从杀爆弹实际毁伤过程出发,在前人破片毁伤基础模型上,提出了针对地面人员目标的破片与冲击波两种作用条件下综合杀伤概率计算方法。并以某弹在攻击角度为65°作为实例,对单发与多发弹在不同爆炸高度综合杀伤概率进行了计算。结果表明,随着爆炸高度的增加,杀伤概率整体下降,并且单发弹杀伤概率等势分布区域,由椭圆形变成脚掌形。对于多发弹在相同爆炸高度条件下,其杀伤概率等势分布形状不变,但杀伤概率与分布面积随弹数增加而增加。本研究的计算方法与结果可为杀爆战斗部设计与实际应用提供参考。     

主捆绑切割解锁装置统型优化与验证

针对航天运载火箭不同型号的主捆绑切割解锁装置存在起爆形式不统一、燃烧转爆轰过程不时出现传爆失效问题,工作后壳体易碎裂等薄弱环节,开展了解锁装置统型优化与验证工作.采用爆轰传爆序列,代替燃烧转爆轰传爆序列,简化了传爆序列种类和数量,实现了传爆序列统一.采用0Cr13Ni8Mo2Al沉淀硬化不锈钢,研究了两种不同热处理制度...