刻槽数量对刻槽式MEFP成型的影响研究

利用LS-DYNA软件有限元程序对刻槽式MEFP战斗部成型进行数值模拟,研究刻槽数量对刻槽式MEFP成型的影响。研究结果表明:刻槽数量为三至八槽,壳体厚度与弹丸直径比和装药长径比在一定范围时,药型罩均可形成与刻槽数量相同的子弹丸;子弹丸的长径比随着刻槽数量的增加而增大;刻槽数量一定时,子弹丸的速度和全部子弹丸动能随着壳体厚度与弹丸直径比、装药长径比的增加而增大。研究结果对于刻槽式MEFP战斗部设计具有参考意义。     

刻槽参数对刻槽式MEFP发散角及速度的影响

刻槽参数对刻槽式MEFP发散角及速度具有重要影响。基于ANSYS/LS-DYNA软件研究药型罩刻槽参数对刻槽式MEFP发散角及速度的影响。研究结果表明:在刻槽曲率半径相同的情况下,刻槽式MEFP的发散角随刻槽深度增加而增大,速度随刻槽深度的增加先减小后增大再减小;在药型罩顶端刻槽深度相同的情况下,刻槽式MEFP的发散角随刻槽曲率半径增加而增大,速度随曲率半径变化不大。模拟结果与实验结果基本一致。     

中心孔对刻槽式MEFP成型及毁伤影响的数值模拟

刻槽式MEFP战斗部在爆轰压强作用下,可形成多个具有一定质量和速度的子EFP。应用ANSYS/LS-DYNA软件,对刻槽式M EFP战斗部成型及毁伤钢靶过程进行模拟,主要研究中心孔的大小对刻槽式MEFP成型及毁伤的影响。结果表明:中心孔相对直径小于0.0323时,子EFP速度及发散角随中心孔直径增大而显著增大;中心孔相对直径大于0.0323时,子EFP速度及发散角随中心孔直径增大变化不明显;中心孔变大,子EFP长径比增大;中心孔相对直径为0.0323时,战斗部毁伤效果最好。     

药型罩厚度和炸药性能参数对爆炸成型弹丸的影响

利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件,对在同一曲率半径、同一装药长径比条件下不同壁厚的药型罩、不同性能炸药对EFP成型的影响进行了数值模拟,得到成型过程图形及速度曲线;并对比分析,得出了药型罩顶部厚度、炸药种类对EFP成型的影响规律,这为爆炸成型弹丸的研究和设计提供了一定的依据.     

球缺形药型罩形成EFP的数值模拟及其优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA软件对球缺形药型罩形成EFP的过程进行数值模拟,着重分析药型罩厚度和装药的长径比L/D对EFP成型的影响.通过观察EFP成型过程图和分析EFP节点的速度曲线图,得到EFP的成型过程与理论分析相符合.在药型罩厚度增加时EFP的速度不断减小、头部越来越钝,随着装药的长径比L/D增大,EFP的速度也在增大,达到L/D=1.75后速度增长减慢.在装药半径为6.5cm的EFP战斗部中的最优设计参数为：药型罩厚度为0.4cm,装药的长径比L/D为1.5.     

变壁厚球缺型EFP战斗部结构优化设计

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用LS-DYNA软件对EFP的成型过程进行三维数值模拟,用正交优化法分析药型罩壁厚、曲率半径、罩口罩顶壁厚比、壳体厚度对EFP成型的影响规律。结果表明:药型罩壁厚是影响EFP速度的主要因素;并得知口径为40mm变壁厚球缺型EFP,当药型罩顶壁厚为2.1mm、曲率半径为30mm、罩口罩顶壁厚比为0.4、壳体厚度为2mm时,EFP具有高的初速、流线外形、高密实度、大长径比。     

MEFP刻槽式药型罩成型过程的数值模拟

为研究刻槽式药型罩多爆炸成型弹丸(MEFP)的成型过程,应用ANSYS/LS-DYNA软件对刻槽式MEFP进行成型过程的数值模拟。对U形槽和V形槽的成型过程进行分析对比,得到弹丸速度与开槽深度关系曲线图。分析结果表明:U形槽的综合效果好于V形槽;开槽深度越大,形成的弹丸速度越大,但对气动外形也有影响,当刻槽深度为药形罩厚度的时形成的弹丸外形比较规则并具有较高的速度。     

隔板结构参数对EFP成型的影响

为研究隔板在聚能装药结构中的应用问题,采用LS-DYNA仿真软件,以装药口径80 mm、药型罩曲率半径和厚度分别为80 mm和5 mm的聚能装药结构为例,针对隔板的结构参数(隔板直径d,隔板圆柱高度s和罩顶药高h)对EFP成型的影响进行了数值模拟研究,并且利用正交优化的设计方法计算了各因素对EFP速度和长径比的影响因子.通过数值模拟得出了不同因素对EFP成型过程中速度和长径比的影响,获得了EFP成型较好的隔板结构参数,其中隔板直径d为48 mm,隔板圆柱部高度s和罩顶药高h分别为15 mm和24 mm.正交优化结果表明,各因素对EFP头部速度影响的主次顺序为h,s,d,对长径比影响的主次顺序为d,h,s.     

曲率半径和壁厚对EFP成形性能的影响

就等壁厚球缺药形罩的曲率半径、壁厚对EFP成形性能的影响进行研究,利用有限元分析软件对曲率半径、壁厚对EFP成形的影响进行一系列数值模拟,根据模拟结果描绘出曲率半径和壁厚对EFP速度和长径比的影响程度曲线,为进行EFP优化设计提供了参考依据.     

曲率半径和壁厚对EFP成形性能的影响

就等壁厚球缺药形罩的曲率半径、壁厚对EFP成形性能的影响进行研究．利用有限元分析软件对曲率半径、壁厚对EFP成形的影响进行一系列数值模拟。根据模拟结果描绘出曲率半径和壁厚对EFP速度和长径比的影响程度曲线。为进行EFP优化设计提供了参考依据．     

双层壳体内壳外刻槽对破片成型的影响

针对破片杀伤弹内层壳体外刻槽的双层壳体结构,利用LS-DYNA有限元分析软件对比分析了内壳刻槽参数对外壳破裂成型的影响。结果表明,同种工况下,U形刻槽和梯形刻槽内壳聚能装药结构外层壳体破碎成型优于V形槽,且在刻槽角度为45°和50°工况下,内壳梯形刻槽结构使外层壳体破片总动能最大;内壳的厚度、相对刻槽深度和刻槽角度均会影响该结构外层壳体破片成型,且内壳厚度影响最大,刻槽角度次之,相对刻槽深度最小;内壳厚度在1 mm～3 mm区间内,装药结构外层壳体破碎成型效果存在最优值,且装药直径为40 mm时,内壳最佳厚度为2 mm。     

基于滑行通过法的水泥混凝土路面噪声特征

利用滑行通过法对5条不同纹理构造的混凝土路面的噪声特征进行了测试。在此基础上,分析了不同速度条件下刻槽混凝土路面与光面混凝土路面噪声水平的差异,得到了车辆以80km/h速度通过测试路段时的1/3倍频程频谱分布特征。结果表明,光面水泥混凝土路面比横向刻槽水泥混凝土路面噪声水平低1.5～2dBA;随着槽深的增大,横向刻槽混凝土路面噪声会增大;随着车速的提高,噪声也相应增大;水泥混凝土路面/轮胎相互作用噪声频谱主要分布在200～2 000Hz之间;随着1/3倍频程频率的增加,声压级会逐渐增大,增大到一定值时就会逐渐减小,最大声压级对应的频率一般在800～1 250Hz之间。     

基于轮胎加速下落法的水泥混凝土路面噪声特征

基于轮胎/路面噪声产生机理,对轮胎下落法进行了改进,提出了轮胎路面噪声测试的新方法——室内加速下落法。在此基础上,测试了轮胎冲击不同刻槽参数组合、光面及多孔混凝土试板时的声压水平和声压频谱特征。结果表明:多孔混凝土路面噪声水平比横向和纵向刻槽混凝土噪声水平低10dB(A)和3dB(A);相同刻槽参数的纵向刻槽比横向刻槽水泥混凝土路面噪声低0.2～9.1dB(A);光面混凝土路面噪声水平高出纵向刻槽水泥混凝土路面约3dB(A)。混凝土路面的1/3倍程中心频率为连续谱,并且噪声主体部分在200～2 000Hz之间;最大声压级对应的频率一般在500～1 500Hz之间;纵向刻槽和多孔混凝土路面的频谱曲线没有出现噪声尖峰,而横向刻槽混凝土路面存在明显的噪声尖峰,光面混凝土路面的噪声尖峰出现的频率位置较横向刻槽混凝土路面大200Hz,其峰值也较横向刻槽混凝土路面小。     

起拱机计数器数值与拱型槽板曲率半径关系

起拱机调速机构计数器转数的大小直接影响生产出的拱型槽板曲率半径大小，本文根据实际情况，综合考虑了设备有关零件的外形尺寸，系统间隙，运动参数变化和拱型槽板回弹变形等因素的影响，推导出成型后计数器的转数与拱型槽板曲率半径的函数关系式。     

干气密封螺旋槽的激光加工工艺研究

干气密封环螺旋槽的加工质量对干气密封性能有非常显著的影响。为了获得较高的螺旋槽加工质量,并能对螺旋槽加工工艺提供有效指导,利用LM-20型光纤激光标刻机对干气密封常用的碳化硅(SiC)陶瓷材料和碳化钨(WC)硬质合金材料进行了螺旋槽激光加工工艺研究。分别考察了激光功率、扫描速度、填充间距、重复频率、标刻次数等工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a的影响;并选用激光功率、扫描速度、重复频率、标刻次数作为4个因素,分别取3个水平对WC的正交试验结果进行了分析。试验结果表明:加工工艺参数对螺旋槽深度h_g和底表面粗糙度R_a均有一定的影响,合理的工艺参数有助于提升螺旋槽的加工质量;SiC和WC材质密封环合理的工艺参数范围分别为:激光功率为8～10 W和12～14 W,扫描速度为600～1 000 mm/s和500～800 mm/s,填充间距均为0.01～0.014 mm,重复频率为50～60 kHz和20～30 kHz,标刻次数为4～6次和2～4次。正交试验结果显示:重复频率对槽深h_g的影响最为显著,其次为标刻次数、扫描速度和激光功率。扫描速度对底表面粗糙度R_a的影响最为显著,其余因素对底表面粗糙度R_a的影响较小。标刻次数与激光功率、激光功率与扫描速度、扫描速度与频率的交互作用均较弱,对槽底表面加工精度的影响不大。     

吸声材料构造形式对吸声效果的影响

采用驻波法测定纸基和多孔水泥基材料在不同构造形式下的吸声系数 ,探讨了材料表面孔洞结构、刻槽深度和吸声单元尺寸等因素对吸声效果的影响。结果表明 ,随着三角形空腔尺寸的减小 ,吸声系数增大 ;水泥基多孔材料吸声效果随着刻槽深度的提高而提高 ,而刻槽单元大小的影响不显著     

管道弯头磨损特性的研究

研究了输送管道中气固两相流中微粒的直径、浓度和材料种类等因素对10~＃钢、20~＃钢、16Mn和18-8不锈钢管道弯头磨损量以及磨损率的影响。实验系统采用负压结构,风速范围在5～30m/s之间,采用不同直径的刚玉和氧化锆微粉。对实验结果进行了模拟处理,并对上述变量、弯头曲率半径与直径比和直径等因素的影响规律作了分析。结果表明,弯头材料本身的性能对磨损结果影响最大。四种材料耐磨性依次为16Mn、20~＃钢、10~＃钢和18-8不锈钢。磨损率和风速之间存在指数关系,指数幂在1.2～2之间。不同尺寸、材料和硬度的磨粒将影响磨损率与风速函数关系式的幂指数。另外,对于曲率半径/管直径比值固定的弯头而言,直径大的弯头磨损率低,这与小直径弯头的表面积与体积比更大有关。     

钨粉粒度对钨铜粉末药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉粒度对钨铜粉末药型罩密度及破甲威力的影响,采用3种实验方案,利用阿基米德原理测得了粉末药型罩的压坯密度和烧结后密度,三者对比,得到钨粉粒度对压坯密度、烧结后密度及烧结前后密度差的影响;对60°药型罩进行静破甲试验后,三者相比,得到钨粉粒度对破甲深度的影响.研究结果表明:钨粉粒度在45～62μm(325～230目)之间时,在保持铜粉质量分数和粒度、工艺过程、装药结构等相同的条件下,钨粉粒度越小,压坯密度和烧结后密度越大,相对密度越大,烧结前后的密度差越小,钨破甲深度越深,破甲效果越好.     

圆柱-球缺组合型药型罩结构优化研究

药型罩是影响聚能装药形成毁伤元的重要元件,对其结构的改进是提升战斗部威力的有效途径,同时也是高效毁伤领域研究的热点。本文在球缺型药型罩的基础上,设计了一种圆柱-球缺组合型药型罩,利用数值模拟的方法对比圆柱-球缺组合型药型罩和同型球缺罩所形成的射流的破甲性能,并以圆心角θ、壁厚δ、圆柱壳外径D和圆柱壳高度H为变量,以侵彻深度和破孔尺寸为评价标准,根据正交实验原理,建立圆柱-球缺组合型药型罩聚能装药侵彻45#钢靶的有限元模型,并使用LS-Dyna软件进行仿真计算。结果表明,在球缺罩顶部中心增加圆柱壳结构后,破甲深度显著提高,圆柱壳的高度和外径是影响侵彻深度的主要因素。对60 mm口径的聚能装药,“θ=130°,δ=1.6 mm,D=12 mm,H=8 mm”是最佳的组合罩结构参数,在150μs时对45#钢靶的侵彻深度达179 mm,相比于同型球缺罩提升了34%。     

三罩式战斗部结构的设计及试验研究

为提高爆炸成形弹丸(EFP)的毁伤概率,设计一种一次爆炸产生三枚爆炸成形弹丸的战斗部,并对所设计的多枚爆炸成形弹丸(MEFP)战斗部(以下称为三罩式战斗部)进行靶场静爆试验.对三罩式战斗部进行网靶测速和对8mm厚25SiMnMo钢靶板进行侵彻试验.由试验结果知,MEFP的速度在2.0km/s左右,当靶距为8m时,得到三个近似等边三角形分布的穿孔,三角形边长约为740mm,穿孔为椭圆形,尺寸为50mm×30mm.试验结果表明,设计方案可行.