弹体斜侵彻混凝土靶的跳弹及其规律研究

为了研究侵彻过程中的跳弹问题,对不同头部形状的弹体侵彻混凝土靶进行了试验研究。通过建立跳弹的计算模型,对平头、圆头和尖头弹体的跳弹现象进行了模拟计算;研究了3种弹体在不同速度影响下的跳弹规律和跳弹临界角范围;通过正交试验分析了跳弹现象由大到小的影响因素。结果表明,弹体头部越锐长,跳弹临界角越大;随着侵彻速度从652m/s增加到1022m/s,临界角从44°增加到66°;跳弹现象由大到小的影响因素分别为:弹体头部形状、弹体材料和侵彻速度。     

水下线形聚能装药切割钢靶的数值模拟及试验验证

应用ANSYS/LS-DYNA软件对不同结构线形聚能装药所形成的聚能侵彻体及切割钢靶过程进行了数值模拟。基于数值模拟设计了不同结构的线形聚能切割器,进行了切割器切割钢靶的验证试验。结果表明,在水介质中,随炸高的增加侵彻体头部速度衰减加快,切割能力下降;侵彻体切割深度沿装药长度方向呈增长趋势,随装药长度的增加将逐步达到稳定状态。     

局部变壁厚球缺型药型罩侵彻威力性能的数值模拟及试验验证

为了提高聚能杆式射流的侵彻威力性能,设计了3种药型罩罩口边缘局部变壁厚球缺型药型罩,并采用LS-DYNA软件对3种不同结构球缺型药型罩的成型过程进行数值模拟,研究了不同结构药型罩的杆式射流对侵彻靶板威力性能的影响,并通过试验对模拟结果进行验证。数值模拟结果表明,与等壁厚球缺型药型罩相比,罩口端外壁采用局部凸弧、平弧、凹弧结构时,杆式射流穿孔深度分别增加8.4%、10.9%、19.5%,且平均开孔孔径分别增加2.4%、7.2%、5.5%;其中,采用凹弧结构时侵彻深度最大,采用平弧结构时平均开孔孔径最大。试验结果表明,相对于等壁厚球缺型药型罩,采用局部平弧球缺型药型罩可在提高战斗部穿孔深度的同时兼顾开孔威力要求。试验结果与数值模拟结果具有较好的一致性。     

高性能钢纤维增强混凝土的抗侵彻行为及数值模拟(英文)

采用大掺量超细工业废渣取代水泥,并掺加了天然河砂以及高弹、高强的玄武岩石子,制备了不同强度等级的高性能钢纤维增强混凝土材料。采用φ25mm弹道炮开展了初速度为500～850m/s的正侵彻实验,获得了弹丸着靶速度、最大侵彻深度、弹坑直径以及靶体破坏形态等实验参数,采用经典公式对侵彻深度进行了分析,同时采用非线性有限元方法对侵彻全过程进行了数值模拟。结果表明:侵彻深度随着材料强度等级的提高略有降低,粗集料的掺加有利于提高靶体的抗侵彻能力,随着纤维掺量的降低以及侵彻速度的提高,材料破坏程度明显加剧,数值模拟结果同试验结果吻合较好,侵彻深度的模拟结果与试验值的误差均在5%以内。     

一种新型圆柱-半球结合药型罩形成射流以及侵彻性能的数值模拟及试验验证

在保证半球形药型罩开孔大、开孔均匀的优势前提下,为了提升半球形药型罩的侵彻能力,设计了一种新型圆柱-半球结合药型罩;采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对半球形药型罩、圆柱-半球结合药型罩聚能侵彻体的成形过程及对45号钢板的侵彻过程进行数值模拟,并分析了两种聚能侵彻体的头尾部速度、拉伸长度等参数以及对45号钢板的侵彻能力。结果表明,在相同装药结构下,与半球形药型罩相比,圆柱-半球形药型罩形成的聚能侵彻体头部速度提升了16.67%;对45号钢板的侵彻能力提升了16.82%,且基本上仍然具有半球形药型罩开孔大且均匀的优势。通过试验验证,数值模拟计算的侵彻深度和表面开孔直径误差分别为3.4%和2.9%,证明了数值模拟结果的准确性。     

复合杆式射流成型及威力性能的数值模拟及试验验证

为了阐明复合杆式射流的性能,设计了8种不同材料的复合球缺罩,包括聚乙烯/铜、铝/铜、钛/铜、铁/铜、铜/铜、钼/铜、钽/铜、钨/铜材料,并采用LS-DYNA软件对其杆式射流的成型过程进行三维数值模拟,分析了杆式射流威力性能,通过静破甲试验验证了数值模拟结果。结果表明,在保持内罩材料为紫铜的条件下,随着外罩材料密度的增大,射流整体速度减小,射流动能随外罩材料密度的增大而减小;在外罩为金属材料时,外罩材料冲击阻抗越大,内罩所受爆轰波透射压力越小,射流整体速度、射流动能随外罩冲击阻抗增大而减小;经对比发现,聚乙烯/铜复合杆式射流整体速度最高,动能最大,破甲威力较佳,铝/铜复合杆式射流次之。静破甲试验结果表明,聚乙烯/铜复合杆式射流对钢靶侵彻深度较铝/铜复合杆式射流有一定提高,与数值模拟结果一致。     

锥角变化对旋流除砂性能影响的数值模拟

针对在油田开展采出液除砂的必要性进行了介绍,对所研究的除砂型旋流器结构和基本原理进行了说明。利用数值模拟软件Fluent,将某油田现场采出液作为分离对象,对主直径为56mm的除砂旋流器进行变锥角结构数值模拟研究。得出不同锥角结构旋流器的速度场、压力降和砂相体积分数分布的变化规律,并对不同锥角结构旋流器的除砂分离效率进行了对比。研究表明:当锥角为5°时,旋流器内部产生的切向速度最大,底流出口砂相体积分数分布最高,但也伴随着较大的压力降,所完成的砂相分离效率最高为96.30%。     

来流攻角变化对动叶栅内流动影响的数值分析

以某300MW汽轮机高压反动级为研究对象,采用FLUENT软件中标准k-ω湍流模型,应用SIMPLEC算法对不同攻角下叶栅内部的流动进行数值模拟,分析了不同攻角时通道内二次流的产生、发展和主流干涉情况。结果表明:攻角为负且数值增大时,分离区增多,分离强度增大,分离区更加靠近叶型中部,并且叶片顶部边界层很容易分离,造成的主流蒸汽能量损失更大。     

二灰土对边坡稳定性的影响试验及数值模拟研究

针对建筑工程中边坡稳定性要求,采用实验和数值模拟的方式就二灰土对边坡的稳定性进行研究.首先以石灰、粉煤灰和粘土作为原材料制备混合土,然后通过压缩试验计算试件的轴向应力应变曲线;以FLACD作为数值模拟软件,以试验中获取的参数和原材料作为基础,构建混合土试件模型和边坡模型,并运用强度系数折减法对边坡稳定性系数进行计算,最...     

爆轰场强对杆条姿态影响的数值模拟及试验

在圆柱形装药爆轰场强沿轴向分布的基础上,建立了实现沿离散杆长度方向上等爆轰场强加载结构的设计模型.对沿轴向爆轰场强的分布进行了数值计算,并通过试验对数学模型进行了验证.结果表明,在沿离散杆长度方向上加载爆轰场强基本相等.采用等爆轰场强控制的离散杆战斗部,杆条并未发生弯曲,而且旋转和飞散姿态一致性较好,可实现对目标的准连...     

FRP筋与混凝土粘结性能的试验研究及数值模拟

研制加工了一种新型的螺纹状表面粘砂复合材料(FRP)筋,通过对称拉拔试验,对FRP筋与混凝上的粘结机理、破坏机理、粘结强度和滑移性状进行了较为深入的研究.研究结果表明,该螺纹状表面粘砂FRP筋粘结力仍然由摩擦力和机械咬合力提供,但相对而言,摩擦力起主要作用.其破坏机理不是由于FRP筋的外缠肋发生损坏或者与核心处FRP发生剥离.而是FRP筋表面螺纹凸起部分与核心处FRP筋发生剪切滑移,表面粘砂层研磨成粉状,成纵向剪切破坏.荷载-滑移曲线(P-s曲线)在达到峰值点以后下降段比传统螺纹状钢筋平缓,效果更好.与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但明显大于光圆FRP筋.最后,利用ANSYS有限元软件对螺纹状表面粘砂FRP筋混凝土试件进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,可以得到较为准确的极限状态值,能够用来较为准确的模拟粘结滑移的受力过程.     

混凝土环境对典型聚能射流成型影响的数值模拟

结合前级聚能装药形成的混凝土环境的特点,利用有限元模拟软件AUTODYN对3种典型聚能装药在混凝土环境中的射流成型情况进行了数值模拟,对在空气和2mm铝壳体环境中的数值计算结果进行了比较,并通过实验对数值计算结果进行了验证,实验结果与计算值吻合较好.结果表明,混凝土环境对亚半球装药影响最大,较大地提高了头部速度;对K装...     

铺层顺序及补片偏转对挖补修理层合板低速冲击性能的影响

根据试验研究的结果建立了挖补修理后碳纤维复合材料层合板低速冲击性能分析有限元模型,并对低速冲击响应及挖补板的冲击损伤进行了分析,理论计算与试验结果吻合良好。在此基础上,就母板与补片铺层顺序以及补片偏转对挖补板低速冲击性能的影响进行了研究,结果表明:补片铺层顺序的改变对冲击载荷响应的影响很小,但对表面及内部分层损伤面积和形状的影响却较大;补片偏转5°时,最大冲击载荷提前出现并且显著降低,分层损伤面积变化不大,分层损伤区域长轴方向向着补片偏转方向偏转。     

室外温度及养护时间对混凝土靶强度的影响

混凝土靶的强度受多种因素的影响,本文在混凝土靶材料组成和养护湿度不变的情况下,着重进行了室外温度和养护时间对混凝土靶强度影响的研究。在大量实验的基础上构建了混凝土靶强度与温度、时间的函数关系模型,并将函数模型用于了实际工作中的混凝土靶强度预测。     

四角切圆锅炉富氧燃烧对NO_x生成影响的数值模拟

采用RFG富氧燃烧方法在新疆某电厂350 MW机组锅炉上进行数值模拟,对燃烧时炉内温度场、CO与O2及NOx排放进行分析。结果表明:在21%、25%、29%富氧燃烧工况下,NOx排放浓度均低于空气燃烧时的浓度;四角切圆燃烧煤粉锅炉采用富氧燃烧后,炉膛出口NOx浓度由空气燃烧时的359 mg/m3分别降低到235 mg/m3、272 mg/m3、305 mg/m3;高浓度的CO2与煤粉反应生成CO,形成还原性氛围,有助于抑制NOx生成以及增大对已生成NOx还原的概率;在氧气含量为21%的浓度下,通过增加循环烟气中NO含量可以减少NOx的生成和排放。     

界面过渡区与骨料特征对混凝土强度及变形影响的数值模拟研究

界面过渡区是混凝土结构中力学性能最薄弱的区域,其强度直接影响混凝土的力学性质,骨料强度及均匀性同样是混凝土结构设计需重点关注的参数。本文基于离散元方法,研究了骨料强度、界面过渡区强度、骨料均匀性及尺寸对混凝土强度及变形的影响规律。结果表明：骨料破碎为试样内部微裂纹的扩展与合并提供了新的路径,大量网状裂隙面的形成加速了试样的破坏;试样的峰值强度及弹性模量随界面过渡区强度的增加呈线性增加趋势,界面过渡区强度的增加可减小试样的径向变形,随界面过渡区强度提高,混凝土应力应变曲线的峰后段逐渐由韧性向脆性转变;骨料强度对峰值强度影响较小,对弹性模量几乎没有影响。骨料均匀性好的试样的径向变形小于均匀性差的试样,试样的峰值强度及弹性模量随骨料尺寸增加而增加,但是增加幅度远低于界面强度对峰值强度带来的提升。     

含聚浓度对旋流器性能影响的数值模拟与试验

以螺旋导流式旋流器为研究对象,选用幂律流体模型和离散相模型（DPM）计算了不同含聚浓度条件下的分离性能,对旋流器流场（速度场、压力场）及油滴运移特性进行了细致的分析,并采用高速摄像技术（HSV）开展了相应的分离特性试验。研究发现：聚合物浓度为0时,油滴存在明显的乳化效应,实测效率81.7%;浓度增大后,乳化效应减弱,油滴分散在旋流器内,中心油核消失,效率急剧下降,4000mg/L时旋流器基本无分离效果;浓度增大对压降影响较小,底流压降最高增幅5.6%,最大值不超过200kPa。分析表明,效率下降与切向速度衰减、径向压力梯度减小有关;浓度增大后油滴轴向向下运动的距离增加,呈现向旋流器外壁面运动的趋势,分离时间延长。     

Ag靶弧流对TiN/Ag多层膜结构和性能的影响

采用电弧离子镀技术,通过改变Ag电弧靶的弧流在医用不锈钢基底表面制备TiN/Ag多层膜,分析多层膜的微观结构,测试多层膜的厚度、结合强度和硬度,通过摩擦磨损实验测定多层膜的摩擦系数,研究了不同Ag靶弧流对多层膜结构和性能的影响规律。实验结果表明,在不同Ag靶弧流下,TiN/Ag多层膜有TiN(111)晶面和Ag(111)晶面择优生长。Ag靶弧流在一定程度上影响着多层膜中Ag的结晶度,当弧流为50 A时,Ag的结晶度达到最佳,此时多层膜的结合力最大,为45.33 N;多层膜的硬度达到最小值1 189.4 HV;多层膜的摩擦系数最小,为0.242。Ag靶弧流影响Ag层的结晶度,并且对多层膜的结合强度、硬度和摩擦系数具有明显影响。     

风积沙混凝土早期自收缩变形的影响因素研究及数值模拟

为探讨水胶比、砂率及粉煤灰掺量变化对风积沙混凝土早期自收缩变形的影响,采用非接触式混凝土收缩变形测定方法测定不同水胶比、不同砂率、不同粉煤灰掺量下的风积沙混凝土3d内的自收缩,得到表征风积沙混凝土早期自收缩变形规律的收缩率曲线,并利用压汞法测定其微观结构.结果表明,水胶比变化对风积沙混凝土的早期自收缩变形的影响最大,砂率次之,粉煤灰最小;考虑了水胶比(砂率、粉煤灰)的影响下建立了风积沙混凝土自收缩变形规律的数值模型.