侧向环形聚能切割器射流成型特性研究

为获得侧向环形聚能切割器射流成型的特点和规律,运用LS-DYNA有限元软件模拟大口径侧向环形切割器两点对称起爆射流成型过程,借助综合性仿真平台Altair Hyper Works,揭示侧向环形射流3个方向速度和形态随切割器圆心角θ的变化规律。结果表明:侧向环形切割器内外侧微元质量不对称性和爆轰时间不同步性是环形射流偏斜和形态不稳定的主要原因;射流轴向速度、径向速度、切向速度随圆心角θ的变化呈不同的规律;随θ增大,射流扭曲变形越来越严重。将电脑仿真技术应用到模拟环形射流成型的高速复杂过程中,研究结果为环形切割器的优化设计提供重要依据。     

环形传爆药柱多点起爆数值模拟及威力测试

为了提高传爆药柱起爆钝感弹药的能力,根据冲击波汇聚技术原理设计了环形传爆药装药结构.配合环形装药的尺寸,根据小尺寸装药爆轰理论设计了4点和8点同步起爆网络.用ANSYS/LY-DYNA软件分析起爆点个数对环形传爆药柱输出波形的影响,并进行了试验验证.结果表明,利用多点同步起爆网络起爆环形传爆药柱能有效提高传爆药柱的输出威力,在保证较小同步时间偏差的情况下,增加起爆点个数有利于提高环形传爆药柱的输出.     

三点起爆同步误差对尾翼EFP成型性能的影响

针对三点起爆同步误差对尾翼爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响问题,利用LS-DYNA有限元软件,分析了三点起爆同步误差引起的爆轰波不对称碰撞以及药型罩在复合爆轰波作用下的压垮过程,研究了三点起爆同步误差对EFP的尾翼形成及飞行速度的影响。结果表明,三点起爆同步误差造成三叉形高压区和三叉形中心超高压区偏离药型罩中心,使EFP尾翼成型不规则;三点起爆成型装药形成较佳尾翼EFP应满足的最大起爆同步误差为100ns,且尽量使中间起爆点起爆同步误差约为最大同步误差的一半,有利于降低尾翼EFP的水平分速度,提高飞行稳定性。     

多点起爆网络结构参数设计及其同步性误差分析

设计了一种8点环形同步起爆网络,网络结构采用典型的板式结构,传爆炸药为新型纳米颗粒炸药(黑索今(RDX)/奥克托今(HMX)=45%/45%,10%的含能粘结剂,炸药颗粒直径小于100 nm),试验和仿真确定了起爆网络的关键结构参数为:刻槽宽度为1.2 mm,基板厚度为3.8 mm。理论分析起爆网络的同步性,发现所设计的同步起爆网络八个输出端的同步性误差最大值不超过152.2 ns,实验验证表明,所设计的起爆网络同步起爆精度约为170 ns,满足聚能装药多模式战斗部形成外形良好的侵彻体的要求,实弹检验表明,刚性8点同步起爆网络可以形成成型良好,横向偏移较小的射流战斗部,满足聚能战斗部的使用要求。     

基于BP神经网络和遗传算法的环形药型罩优化

环形聚能装药相比传统的聚能装药具有侵彻口径大的优势,为了得到可以形成稳定的环形聚能射流的最优环形药型罩结构,提出了一种将数值模拟结果与BP神经网络相结合,并通过遗传算法对环形药型罩进行优化设计的方法。首先,利用正交试验法对环形药型罩进行方案设计,得到各因素对环形聚能射流稳定性的重要程度,其次利用LS-DYNA软件进行数值模拟得到最初的样本数据,然后通过MATLAB软件拟合出神经网络训练所需的样本数据,接着将环形药型罩结构参数作为BP神经网络的输入,射流头部速度、射流横向速度、射流长度分别作为输出进行训练,同时将测试值作为适应度,最后结合遗传算法选择最优的环形药型罩结构参数。研究结果表明：影响环形聚能射流成形的主要因素是药型罩口径和锥顶角,次要因素为药型罩罩顶厚、内罩偏移量和外罩偏移量;当药型罩罩顶高为0.81 mm,药型罩口径为15.43 mm,罩顶角为61.89°,内罩偏移量为11.38%,外罩偏移量为14.36%时所形成的环形射流形态比正交实验所得环形聚能射流更好。     

超聚能射流成型及侵彻混凝土的数值模拟研究

为了提高聚能装药对混凝土介质的毁伤威力,设计了一种新型的截顶形超聚能装药结构,对其成型过程进行数值仿真,分析了超聚能射流的成型特点,以及不同炸高下射流对混凝土靶板的侵彻规律。研究表明:新型的截顶形超聚能装药结构可以形成杵体较少、头部成细锥形的不断裂高速射流,侵彻混凝土靶板时既可以保证一定的侵彻深度又可以在靶板表面形成漏斗形破坏区。该装药结构形成的超聚能射流头部速度达到13km/s以上,具有侵彻能力的射流质量占药型罩质量的66.02%。炸高为3倍装药口径时,射流对混凝土靶板的侵彻深度达到10倍装药口径,漏斗坑直径达到0.5倍装药口径。     

环形切割装置切割索起爆点研究

为研究起爆点对环形切割装置切割效果的影响,对环形切割装置中切割索的起爆点数量及位置进行了试验研究,结果表明：起爆点越多,形成爆炸零门的可能性越大,一点起爆优于两点起爆;起爆点位于切割索首尾连接处的对称点时,切割效果最佳。     

多模式聚能破甲战斗部技术研究

为了开发一种射流型多模式战斗部,使其穿深能力明显高于EFP,采用了90°铜药型罩聚能装药结构,不同起爆方式与炸高调节机制结合,使同一种聚能装药可分别形成长径比差异较大的长射流或杆式射流。试验表明,选择中心单点起爆与典型制式炸高结合,形成的杆式射流穿深较浅而开孔直径较大;选择环形多点起爆与有利炸高结合,形成的长射流穿深较高而开孔直径较小,不仅使两种聚能侵彻体的穿深能力具有明显差异,而且还可实现破甲-杀伤多用途。     

聚能杆式射流侵彻混凝土和岩石靶体试验与数值模拟

为研究聚能杆式射流成型及其对混凝土和岩石靶体的侵彻破坏特性，分别开展了大隔板聚能装药射流成型X光试验及侵彻混凝土和岩石靶试验。同时，利用ANSYS/AUTODYN有限元软件，针对大隔板聚能装药爆轰波演化过程、杆式射流成型及侵彻混凝土和岩石过程进行了数值模拟，结合试验结果分析了聚能杆式射流对混凝土和岩石靶体的侵彻毁伤特性。研究结果表明：大隔板聚能装药炸药采用Lee-Tarver状态方程能够较为准确的描述爆轰波的传播过程，射流参数（侵彻体长度、射流长度、射流头部速度和射流直径）与试验相比最大误差为12.8%。大隔板聚能装药起爆后可形成大长径比的杆式射流，侵彻后的混凝土和岩石靶中均有明显的开坑区，但侵彻混凝土过程中扩孔作用不明显。其中，侵彻试验中混凝土靶形成的侵彻深度和侵彻孔径相较于岩石靶分别提高了46.7%和48.1%，而岩石靶表面破坏程度和开坑区域均大于混凝土靶。与混凝土靶相比，由于射流侵彻岩石靶过程中裂纹的不断扩展，形成的裂纹长度和宽度均大于混凝土靶，因此靶体损伤范围较大，内部破坏严重。     

椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性

为研究椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性,以及截面短轴一定时,长短轴之比对椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性的影响,开展了截面短轴直径为56 mm,长短轴之比分别为1、1.5、2的椭圆形截面聚能装药在炸高为80 mm下的侵彻深度(DOP)试验,利用ANSYS/LS?DYNA有限元软件对相关椭圆形截面聚能装药的射流成型及靶板侵彻过程进行了数值模拟。结果表明:椭圆形截面聚能装药形成的射流,除射流头部在运动拉伸过程中持续呈凝聚态外,其余部分在运动拉伸后期呈非凝聚态,非凝聚的射流由关于截面长轴面对称分布的两束具有横向速度的流体组成;射流的非凝聚现象将明显降低射流的侵彻能力;截面短轴直径为56 mm,长短轴之比从1变化至1.5时,侵彻深度由150 mm下降至47.5 mm,下降了68.3%,长短轴之比大于1.5时,侵彻能力无明显变化。     

面目标打击精度分析方法研究

针对面目标打击中的水平攻击和垂直攻击两种情况,分析了导弹落点分布的特点,给出了导弹落点服从二维正态分布的推导过程和认为导弹落点纵向、侧向(或高度方向、侧向)独立分布的原因,并结合模型分析了随机因素对脱靶量的影响.推导了当导弹落点服从二维正态分布时圆概率和圆概率偏差的理论计算公式.     

GPS圆极化微带天线的研究

介绍了基于腔模理论的圆形微带天线的辐射原理,并在此基础上给出了圆极化的实现机理.在GPS所使用的波段,对单点馈电的圆极化微带天线进行了仿真,测量了电压驻波比和方向图,并对测量结果进行了分析.     

一种双频双极化GPS天线

介绍了一种利用单个馈电点实现双频GPS（Global Position System）天线的小型化方案,与常规天线相比,结构紧凑,厚度小,易集成。利用电磁仿真软件HFSS进行3D建模仿真分析,给出了回波损耗曲线、轴比曲线和辐射方向图。天线在两个工作频点分别获得了30 M和20 M阻抗带宽,且均具有良好的方向性。     

圆环天线的分析与设计

天线是通信中不可缺少的部分,目前使用最多的环状天线多是电长度比较小的天线,而大圆环天线的使用和分析都较少。文章从理论上分析了大圆环天线的电磁场分布,并以实例介绍了大圆环天线的设计方法。     

全圆齿根设计及其应力特性研究

通过理论推导,求解了相切全圆滚刀参数和考虑齿根挖根量的全圆滚刀参数.通过仿真渐开线齿轮的加工方法,得到了全圆弧槽形齿轮和普通齿轮三维仿真模型,然后使用有限元方法对其齿根应力进行分析,结果是小轮齿根应力降低了33%,从而表明采用全圆弧槽形可提高轮齿弯曲强度.     

复相材料的循环变形行为

对三种组织状态的F-M复相钢进行了对称和非对称循环加载条件下的形变研究.结果表明,双相钢的循环变形行为,不仅与组织中位错组态的演变过程有关,同时也受循环载荷大小、类型以及加载方式所影响.分析表明,双相钢的循环硬化、软化行为主要受控于两个基本过程,即循环变形时位错组态演变的物理过程和相间分载应力的转嫁、相间残余应力变化的力学过程.     

螺旋角对双圆弧齿轮动态行为的影响分析

该文基于圆弧齿轮的啮合传动特点, 应用已建立的双圆弧齿轮单自由度啮合振动模型, 理论研究了螺旋角对双圆弧齿轮传动过程中振动行为的影响, 结果表明, 在条件允许时, 取较大的螺旋角有利于提高双圆弧齿轮传动过程中的动态性能．     

毫米波圆极化微带天线阵

毫米波圆极化微带天线具有体积小、结构简单等优点，但是同时也存在阻抗带宽和轴比带宽相对较小的缺点。采用连续相位旋转法设计了一种四单元的小尺寸的毫米波圆极化微带天线阵列，仿真表明：该天线具有较宽的阻抗带宽和轴比带宽。     

一种微带贴片天线的快速有效设计方法

研究了中心接地的短路圆环形微带贴片天线,探讨了其在腔体模型下的解.并就短路环对谐振频率的影响进行了讨论,提出了较为精确的k值近似计算公式.通过几个设计实例,给出了环形微带贴片天线主模工作时的仿真结果,采用k值近似计算公式计算得到的数据与仿真结果吻合良好.结果的一致性表明了该k值近似计算公式是正确的,并且该方法简化了双层或多层微带天线的馈电设计过程.     

X波段双圆极化喇叭天线的设计与仿真

介绍了一种基于波导圆极化器的新型X波段双圆极化喇叭天线,该天线由同轴波导转换器、波导隔板圆极化器和喇叭组成。为了改善天线的辐射特性,双扼流环多模喇叭馈源被用来抑制旁瓣,波导隔板圆极化器采用圆波导结构,由HFSS9.2软件进行了建模仿真计算。结果表明,这种天线带宽宽,具有良好的方向性和圆极化特性。