骨料粒径对混凝土靶抗高速破片侵彻影响的实验研究

为考察骨料粒径对混凝土材料抗高速破片侵彻的影响,利用轻气炮加速装置和激光测试系统进行素混凝土(PC)和钢纤维增强混凝土(SFPC)侵彻实验研究,通过高速摄像机记录弹体着靶姿态和靶体动态损伤过程。实验中混凝土靶选用5～10 mm、10～15 mm、15～20 mm 3种不同级别骨料粒径,通过对侵彻深度、成坑体积以及靶体碎片剥落过程的比较发现：针对素混凝土靶体,3种级别粒径范围内,级别最大的骨料粒径靶体其抗侵彻能力达到最强;而对于钢纤维含量为1%的钢纤维增强混凝土,粒径级别为10～15 mm的靶体抗侵彻能力最佳,结合骨料粒径对混凝土断裂能的双重作用,表明钢纤维的含量与骨料粒径之间存在一个优化值,在这个优化值配比下,钢纤维增强混凝土抗高速破片的侵彻能力能够达到比较理想的效果。实验结果的讨论分析对混凝土防护工程的设计具有借鉴作用。     

复合防护结构抗破片侵彻性能的研究

为提高复合柔性结构的抗破片侵彻能力,采用AUTODYN中Euler-Lagarange算法对不同位置和厚度聚脲材料复合柔性结构的抗破片侵彻效果进行数值模拟,并通过正交试验对复合柔性结构防护性能的影响因素进行了研究。结果表明：聚脲材料在复合柔性结构内侧位置时抗破片侵彻能力最强;抗破片侵彻效果与聚脲材料厚度成正比;复合柔性结构防护性能影响因素的主次顺序为：防爆液体厚度、芳纶纤维层数、聚脲材料位置、聚脲材料厚度。     

复合反应破片对钢靶侵彻的实验研究

研究了钢壳与两种配方反应材料组成的复合反应破片对薄钢靶的侵彻毁伤效果,利用12.7 mm口径弹道枪发射复合反应破片和惰性破片对A_3钢板侵彻试验,采用高速摄影观察破片穿靶过程.试验结果表明,两种配方复合反应破片侵彻靶板过程中都产生燃爆效应,钛粉和聚四氟乙烯配方反应材料复合反应破片的爆燃效果好于铝粉和聚四氟乙烯配方;复合反应破片穿靶过程毁伤能力随壳体厚度增加而增大;复合反应破片的穿靶孔径比同尺寸惰性破片提高约40%.     

破片对爆炸洞的侵彻深度研究

以小口径炮弹弹丸爆炸破片对爆炸洞防护板的侵彻为研究背景，对破片侵彻不同材料的深度进行了比较，从理论计算上分析了侵彻结果，得到了爆炸洞设计的参考依据。     

杆弹头部形状对侵彻行为的影响及其机制

为探讨不同靶板类型时杆弹头部形状对侵彻行为的影响,对几种头部形状杆弹进行了数值仿真。研究表明:靶板为4340钢且入射速度较小时,杆弹头部形状对侵彻行为有一定的影响,最优头部形状是半球形,速度较大时,头部形状只在开坑阶段对侵彻行为造成影响,对弹体的最终侵彻效率影响并不大;靶板为混凝土时,头部形状对侵彻行为有很大的影响,卵形头部弹体的侵彻能力明显强于其它两种头部形状的弹体;并对其影响机制进行了深入的研究。     

橡胶复合靶板抗射流的侵彻防护效能实验研究

采用φ56 mm破甲基准弹来固定射流参数,通过DOP实验,研究了不同夹角、不同夹层厚度和不同夹层材料情况下橡胶基复合装甲抗射流侵彻的空间防护能力、质量防护能力和差分防护能力,通过X光观察了射流侵彻复合装甲后射流断裂和变形情况.分析了倾角、橡胶夹层厚度和夹层材料对复合装甲抗射流侵彻性能的影响原理,结果表明,橡胶复合装甲在...     

杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应研究

采用静爆试验与数值仿真的方法,研究了杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应。根据Tresca准则和厚壁圆筒强度理论,给出了厚壁钢管的失效判据。研究了破片形状、着角、质量、速度等因素对毁伤效果的影响。研究结果表明,杀爆战斗部在厚壁钢管侧方或前方近处爆炸,形成的破片对厚壁钢管有较为明显的破坏效应。所给出的数据及对毁伤规律的分析,对厚壁钢管生存能力的分析和战斗部的设计与改进提供了参考依据。     

刚性弹丸对多层复合靶的侵彻分析

本文研究了刚性球形弹丸对间隔靶或多层靶的侵彻问题,这些靶由不同的材料构成.给出了弹丸与靶体相互作用的模型,由它计算出了相互作用的表面在每个时间增量时的变化状态,从而可获得靶的阻力,将这些代入到弹丸的运动方程中,即可得到一个完整的弹丸在击穿靶或未击穿靶时的弹道轨迹.其中靶的阻力从广义的Poncelet方程中求得.这样,经典的静力学和动力系数与靶的材料特性就通过弹腔扩张模型联系起来,所得到的实验结果与计算的穿透结果吻合的较好.     

非均质复合结构靶抗高速破片侵彻性能试验研究

研究均质钢靶和非均匀质纤维复合靶组成复合结构靶的抗弹性能,通过大量射击试验,比较了均质钢靶和非均质纤维复合结构靶的抗高速异性破片侵彻的性能,分析了纤维复合靶对结构靶抗高速侵彻性能参数的影响。     

不同材质靶板抗破片侵彻等效关系实验研究

文中在试验建立钨球对2π装甲钢板和LY12CZ铝合金板的极限穿透速度公式的基础上，通过量纲分析、依据极限穿透速度相等的原则建立了不同材质靶板抗破片侵彻的厚度等效关系，与实验结果符合得较好。     

毁伤增强型破片探索研究

为提高破片式防空武器的毁伤效能,对毁伤增强型材料进行了探索研究,并设计制备了一种Φ10mm×10mm的铝/聚四氟乙烯毁伤增强型破片。毁伤性试验表明该破片除具有对目标的动能打击外,还具有爆炸、冲击超压、高温作用、纵火等复合毁伤打击,其毁伤性明显优于同尺寸的钢破片,其化学潜能是动能的12.4倍。     

活性破片引燃航空煤油实验研究

进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。进行弹道炮发射实验,研究活性破片和钨合金破片作用模拟油箱和引燃航空煤油问题。实验结果表明：在1 080 m/s着速下,活性破片击穿10 mm厚LY12铝靶后能可靠引燃航空煤油,而同质量钨合金破片以1 643 m/s的速度命中油箱,只造成油箱穿孔及漏油,未能引燃燃油;常温状态下,活性破片较钨合金破片具有更强的引燃航空煤油能力,活性破片的内爆作用和化学能释放是造成油箱结构严重破坏和燃油燃烧的主要原因。     

长杆弹截面形状对垂直侵彻深度的影响

结合现有实验数据,针对圆形、矩形和三角形3种截面形状的5种93W长杆弹对半无限4340钢靶在入射速度为1500～1800m/s时的侵彻进行数值研究。结果表明:数值计算结果与实验吻合较好;对于同种入射速度、相同弹体长度、同种弹体和靶板材料而言,等截面面积的三角形截面的长杆弹侵彻深度明显高于矩形和圆形截面的侵彻深度,而圆形与矩形之间并没有明显区别;三角形截面长杆弹侵彻过程中的自锐化现象是其侵彻深度明显大于其它两种弹体的主要原因。     

EFP/预制破片复合战斗部结构设计与分析

为增大毁伤面积并提高侵彻能力,设计不同结构的爆炸成型弹丸(explosively formed penetrator,EFP)/预 制破片复合战斗部,综合挡环结构及预制破片钨球的排布方式,得到4 种方案。应用ANSYS/LS-DYNA 对战斗部 成型过程进行数值模拟,通过不同战斗部结构方案分析,研究挡环结构及预控破片排布方式对毁伤元成型过程和毁 伤效果的影响。结果表明：当挡环顶部与药型罩底部处于同一平面时,形成的EFP 速度更高、长径比更大、长度更 长,且内圈钨球的轴向速度更高;采用内圈钨球26 枚、外圈钨球32 枚的钨球排布方式的战斗部,其内、外圈钨球 发散角更大,能形成具有良好侵彻能力且密度均匀的破片场,仿真与实验结果一致。     

含能破片战斗部毁伤效应研究

为提高战斗部的毁伤效能,对含能破片战斗部开展了探索研究,介绍了含能破片战斗部的概念和特点,设计制备了AI/PTFE(聚四氟乙烯)质量比为30∶70配方的含能破片战斗部,对2.5,10,20 mm钢质靶进行侵彻实验,研究了该含能破片对靶板侵彻能力及靶后毁伤效率.试验结果表明:50 mm口径含能破片战斗部穿透了20 mm厚...     

战斗部破片对舰船毁伤效应研究

半穿甲反舰导弹战斗部可穿透水面舰船甲板后在其内部爆炸,依靠装药的爆炸冲击波和壳体的爆炸破片对目标造成致命性打击。分析了半穿甲反舰导弹战斗部爆炸破片对舰船目标的侵彻过程及毁伤机理;根据莫特公式、格尼方程、破片衰减公式和侵彻公式等,理论计算了七种典型的反舰导弹战斗部破片对水面舰船结构的穿甲效应,获得了战斗部破片质量、初速度、终点速度、打击动能和穿甲厚度等参数,对比分析了各类导弹的战斗部毁伤特性。     

D型预制破片战斗部破片飞散过程的数值模拟

在试验的基础上结合有限元计算软件LS-DYNA,采用Lagrange算法对D型战斗部破片飞散及破片毁伤靶板的过程进行了数值模拟,分析研究了D型双层壳体预制破片战斗部破片飞散的特性。与试验结果及ALE算法计算结果的比较表明,采用Lagrange算法模拟预制破片战斗部的破片飞散过程更具合理性和有效性。     

结构参数对爆炸成型弹丸性能影响的研究

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用三维动力有限元程序,对爆炸成型弹丸形成过程进行了数值模拟,研究了装药长径比、装药密度、药型罩材料、起爆方式以及壳体厚度对爆炸成型弹丸性能的影响规律。根据研究结果,设计了一种较优化的聚能装药,并进行了聚能装药侵彻混凝土靶板实验。实验结果表明,设计的EFP聚能装药对混凝土靶板有较好的开坑效果,开坑孔径和孔深分别接近装药口径的0.6倍和6.4倍。     

TC复合弹对多层A3钢靶穿甲效应的试验与仿真

为提高弹丸的侵彻威力,在30 mm制式弹弹头部采用增韧TC材料,并与制式弹进行对比,采用DOP试验方法,对2种不同结构弹丸侵彻多层A3钢靶的试验结果进行分析研究。运用冲击动力学理论公式,计算TC复合弹和制式弹在冲击接触钢板瞬间的冲击压力并进行对比。重点分析对比弹头结构、材料对多层A3钢靶的穿甲效应的影响。在相同条件下,对制式弹和TC复合弹对A3钢板的侵彻深度、孔径,以及侵彻后弹芯剩余质量进行了对比分析。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对侵彻过程进行模拟仿真,并与试验结果对比。结合数值模拟的结果,分别从余速和弹芯剩余质量上进一步分析TC复合弹的侵彻能力。结果表明,TC弹头对弹芯的保护效果明显,为陶瓷材料应用于其他战斗部提供了依据。