确定 JWL 物态方程参数的非线性优化方法

利用圆筒实验结果，建立非线性优化模型，确定炸药Ｏｃｔｏｌ爆轰产物的ＪＷＬ物态方程中的参数．圆筒膨胀过程分别用流体编码和解析模型描述．     

智能结构在厚壁圆筒振动控制中的应用研究

首先介绍了利用智能结构进行厚壁圆筒振动控制的基本原理，然后具体分析了厚壁圆筒振动智能控制系统的组成，特别对作动器和控制器进行了分析，最后详述了厚壁圆筒振动智能控制系统的实验。实验结果表明，利用压电智能材料进行厚壁圆筒振动智能控制是可行的，减振效果明显。     

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

为了研究RDX基含铝炸药在不同装药直径下的做功能力,进行了Φ25.4 mm和Φ50.0 mm两种尺寸的圆筒试验。试验结果表明,爆轰产物相对比容均为10时,Φ50.0 mm比Φ25.4 mm圆筒的膨胀速度提高约4.73%。此外,基于Lee-Tarver点火增长模型,采用有限元动力学程序LS-DYNA对两种尺寸的圆筒试验进行了数值模拟,并与试验结果相比较,确定了该含铝炸药爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee状态方程和反应速率方程参数。     

厚壁圆筒动态强度的有限元分析和实验研究

传统的火炮身管设计基于静态应力分析和数值计算,而实际上身管承受的是动态载荷.针对此问题,运用动态线性和非线性有限元分析软件ANSYS建立厚壁圆筒的有限元模型,并对其进行了动态强度分析,求解相应的动态强度极限;设计了借助密闭爆发装置模拟火炮身管发射的实验方案,对厚壁圆筒进行了动态强度极限实验研究.理论分析和实验研究结果表明,厚壁圆筒的动态强度极限比静态计算数值高35%左右.     

一种RDX基温压炸药的JWL-Miller状态方程研究

为了研究某RDX基温压炸药的爆炸威力,对该温压炸药进行了Ф25 mm圆筒试验和野外静爆试验,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对圆筒试验的过程进行数值模拟,得到了该温压炸药爆轰产物的JWL状态方程参数。引入JWL-Miller模型对温压炸药在野外静爆条件下的冲击波传播过程进行数值模拟,将模拟结果与试验结果进行比对,确定了Miller模型中的铝粉二次反应速率参数。结果表明:运用所得JWL-Miller模型参数模拟得到的冲击波参数与静爆试验测得数据吻合较好,平均相对误差小于±5%。     

自紧－时效圆筒残余应力与强度的研究（Ⅰ）──半精加工圆筒的残余应力

基于理想弹－塑性模型，对半精加工自紧－时效圆筒的应力状态进行了分析，导出了残余应力的数学表达式，计算了模拟钢管的残余应力值，采用Ｓａｃｈｓ镗削法测定了模拟管的残余应力值，并将二者作了比较。结果表明，理论预期值与实验测定值吻合较好，从而证实了理论分析的可靠性。     

薄壁圆筒结构压损力测试研究及数值模拟

为获得薄壁圆筒结构在冲击载荷环境下承受的压损力,设计调试了存储测试装置。基于轻气炮平台开展了碰靶动态试验,求取了不同着速下碰撞过程中圆筒结构承受的动态过载。基于显式有限元方法构建了薄壁圆筒结构与刚性靶碰撞分析有限元模型,对其在碰靶过程中弹体结构特定位置过载响应进行了数值计算和动态试验,并对测得的数据进行对比。数据分析表明,实物样机试验结果与数值模拟结果具有较高的吻合度,相关结果及实验方法可为核安全壳的结构设计分析提供理论依据和实验方法。     

两种含铝炸药作功能力与JWL状态方程研究

采用圆筒试验方法研究了ROTL-905、TRAL含铝炸药的作功能力，并将试验结果与JOB-9003、TATB炸药进行了比较。利用圆筒试验数据计算了含铝炸药JWL状态方程参数。研究结果表明：与JOB-9003、以TATB为基的PBX炸药相比，ROTL-905、TRAL含铝炸药由于含有铝粉等慢反应成分，初始加速度小、衰减慢、后续作功能力强，圆筒膨胀到距离为6．5mm和9．9mm时，其加速能力已超过JOB-9003炸药。     

泡沫圆筒的轴对称平面应变热问题分析

针对泡沫圆筒热应力问题,基于各向同性假设的等效力学方法,求得圆筒的弹性模量和泊松比,采用位移法推导了轴对称平面应变情况下,泡沫圆筒的热应力解析解,得到了径向应力和切向应力沿圆筒径向的变化规律。采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对比分析了解析解和数值解的结果,发现两者的吻合程度令人满意,说明解析结果可信。研究了泡沫圆筒轴向摩擦力与外径、外表面增温之间的变化规律,为泡沫圆筒的设计提供参考。     

爆轰驱动金属圆筒的能量转换与破片初速模型

基于爆轰产物的JWL状态方程和Taylor破裂判据,从能量守恒出发推导了一种考虑膨胀细节的爆轰驱动金属圆筒能量转换与破片初速模型。选用无氧铜、45^#钢和6061铝合金3种材料进行压装TNT炸药驱动的圆筒试验。对比试验的膨胀轨迹与膨胀速度和模型计算结果,表明所建立的爆轰驱动模型综合考虑了炸药-金属系统驱动的膨胀过程和力学性能因素,相比格尼公式只单一考虑炸药爆轰参数的驱动能力,更全面地考虑爆轰驱动影响因素,计算结果更具有针对性和适用性。     

钨合金长杆弹撞击厚壁柱形目标临界跳飞角计算模型

针对钨合金长杆弹撞击厚壁柱形目标的跳飞问题,通过简化目标和分析变量构造弹目交汇物理模型,采用LS-DYNA3D显式动力学软件建立有限元仿真模型并进行校验,开展长杆弹以着速1 000～2 200 m/s、命中偏移角0°～40°多工况撞击厚壁柱形目标的仿真计算,得到不同着靶条件下长杆弹的临界跳飞角β_c。通过对着速v、命中偏移角γ对临界跳飞角β_c的影响进行量化分析,经数据拟合获取修正因子,建立基于Rosenberg临界跳飞角β_c的修正计算模型。与数值模拟结果对比结果表明,该模型对确定钨合金长杆弹撞击厚壁柱形目标跳飞边界具有较好的适用性。     

滑移爆轰内部加载圆钢管层裂的二维数值计算

采用非线性动态有限元程序Ls- dyna和损伤累积层裂判据,对滑移爆轰加载下圆钢管的层裂破坏进行了二维数值模拟,分析了钢管层裂发生的物理过程。计算结果表明,炸药与钢管界面处冲击波的折射角随着传播距离增加而增大,钢管中冲击波峰值不断衰减;由于非正向传播的波的相互作用,管内壁自由面速度波形振荡峰值随着时间逐渐减小,振荡周期逐渐加长;要使钢管发生层裂,装药厚度存在上下临界值,在临界值范围内初始层裂片厚度随着装药厚度增加而增大。     

解安定问题的一种近似机动法

这种近似机动法,即先假定某个运动许可的塑性应变率循环,然后根据运动安定定理的有关公式来估算真实的破坏载荷系数。并以一个双跨连续梁作用循环载荷为例,对此方法的应用进行了说明。     

伸缩杆管体超静定问题的有限元求解

在工程假设基础上,将伸缩杆管体筒化为圆柱杆壳结构,运用商业程序对圆柱杆壳第2接触面一次超静定支撑结构进行了有限元求解,给出了应カ云图和单元节点路径应カ包罗线这两种分析方法。在第2接触面间隙的有限范围内,用ANSYS瞬态动力学模块求解算例,其收敛性可以得到保证。Mises应カ节点路径包罗线给出了圆柱壳的危险断面,确定了发生双面支撑对应的第2接触面间隙的范围。经过进ー步完善,可以为伸缩杆管体穿甲弹的发射强度提供有限元形式的工程估算方法。     

双压板轴向夹紧夹具

针对文献中多次装夹、弹性心轴定位、软爪径向夹持等夹具不能解决高精度管壳工件装夹变形的问题,提出了双压板夹紧夹具,一次装夹工件,通过换压板端面形式,将管壳工件外圆、内孔、端面一次加工成型。多批次薄壁管壳工件的加工表明达到保证工件的外圆、孔、端面的形位公差要求,消除了径向夹紧变形。     

一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径计算方法

为推导一种新的机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算公式,首先采用ANSYS对不同摩擦系数的机械自紧进行数值模拟,发现摩擦系数对残余应力和塑性半径无影响,因此在推导塑性半径计算公式时可不考虑摩擦系数的影响;其次根据机械自紧过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等推导出了塑性半径的计算公式.利用该公式计算了9个不同模拟管的塑...     

爆炸法合成致密相氮化硼的实验研究

本文分析了致密相氮化硼的动态高压合成条件，用轴对称爆炸装置对石墨型氮化硼进行了一系列加载试验，对回收样品进行了X光衍射试验和扫描电镜观察，结果表明回收样品中黑色部分含有致密相氮化硼。提高试样初始密度，增加炸药量和加限制钢管，明显地有利于致密相氮化硼的生成。     

一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析

为准确地计算自紧身管强度及疲劳寿命,建立一种能反映其非线性应力与应变关系和包辛格效应等性能的材料本构模型,用以提高残余应力计算精度。基于非线性随动硬化模型,建立一种适用于表征自紧身管力学性能的非线性混合硬化模型,通过数值计算可获得残余应力分布情况;为提高数值计算的收敛速度,结合所建立的材料本构模型和各参量间的弹塑性关系,推导了与本构模型密切相关的一致切线刚度矩阵;为验证该本构模型的正确性,综合运用拉压试验和优化算法确定材料参数,进行了自紧身管残余应力有限元数值计算及分析。结果表明：数值计算的残余应力分布曲线与试验数据基本吻合;建立的炮钢本构关系模型能真实反映自紧厚壁圆筒的残余应力分布情况。     

内聚爆轰加载下金属圆管的自由面速度测量初探

利用不等长“刺猬”状电探针布局方法,对滑移内爆加载下金属圆管的自由面（内表面）速度历程作了探索性测量,获得了不同装药厚度下自由面粒子速度v随空间半径R的变化关系,并对结果进行了简单讨论。数据分析初步显示了装药厚度对钢管自由面粒子速度的影响;针对40mm厚硝基甲烷装药条件下实验所得的初始自由面速度vo比基于CJ理论的理论值高,用“爆压增长现象”进行了初步解释。上述工作为进一步开展内爆驱动轴对称结构运动的定量测量奠定了基础。     

面源式红外诱饵弹散布云团仿真研究

为了研究MJU-50B面源式红外诱饵弹圆柱形薄片在高速运动下发射的云团散布及运动过程,以薄片多体分离过程流场数值仿真为基础,建立了散布过程中薄片个体的刚体运动模型和220种工况下的气动力数据库,数值模拟了0.8马赫下诱饵弹上千片薄片的云团散布过程。仿真计算与试验数据对比分析表明：刚体运动模型能更好地模拟圆柱形薄片云团的散布过程,并提出新的薄片云团分布的特征形态;同时也验证了MJU-50B圆柱式薄片红外诱饵弹能在0.5 s内快速散开,散布面积大,分布均匀,并且能在3.0 s内保持其基本形态。