破片斜侵彻靶板弹道极限速度分析

文中以球型破片为对象,采用实验和仿真方法研究了钨球斜侵彻不同结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势.研究表明钨球斜侵彻不同结构的靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化规律具有相似性;同时还研究了与钨球同质量、同体积的钢球斜侵彻同一结构靶板时,弹道极限速度随侵彻角的变化趋势,得出了相应结论对于同一球型破片,直侵彻能贯穿的靶板,当侵彻角大于一定值时,即使侵彻速度很高也无法贯穿,直至破片碎裂嵌埋.上述结论,对战斗部威力设计、弹靶作用最佳位置的确定都具有十分重要的意义.     

钨合金球形破片侵彻低碳钢的弹道极限速度计算模型

为得到更大速度适用范围的钨合金球形破片侵彻低碳钢板弹道极限速度计算模型,分析不同着靶速度下钨合金球形破片侵彻低碳钢板的侵彻破坏特征,建立了包含弹、靶主要力学参数的弹道极限速度计算模型,模型系统考虑破片刚性、塑性、侵蚀以及破碎侵彻等情况;根据模型求解需要,针对钨合金破坏特征建立对应速度阈值的计算方法;基于已有试验数据,应...     

破片贯穿目标等效靶的极限速度

破片贯穿目标等效靶的极限速度是弹药、战斗部工程关注的问题之一。本文介绍了实验确定破片极限速度的基本方法，并用能量法建立了理论分析模型。此法对破片式杀伤战斗部和其它弹药设计具有一定的参考价值。     

钨合金破片对屏蔽装药撞击起爆的实验研究

分别为93钨和钨锆合金破片撞击仿真战斗部装药－覆盖金属盖板的注装B炸药（屏蔽装药）,采用“升－降”法研究了装药的起爆（引燃）临界性,分析了两种破片撞击作用下的装药起爆（引燃）的机理,研究结果表明,钨锆合金破片具有更强的起爆（引燃）战斗部装药的能力;93钨破片对其起爆（引燃）主要是冲击波作用的结果,而钨锆合金破片则主要是机械作用的结果。     

穿甲弹垂直侵彻陶瓷复合靶弹道极限速度的研究

为研究7.62 mm穿甲弹垂直侵彻陶瓷金属复合靶板的弹道极限速度,基于能量守恒提出一种改进的理论分析模型,进行了7.62 mm穿甲子弹侵彻陶瓷/装甲钢复合靶板的试验研究,并通过理论分析的方法对试验结果进行验证计算。研究结果发现:陶瓷/装甲钢复合靶板利用该理论分析模型计算出的弹道极限速度与弹道试验结果吻合的较好;综合理论分析和数值模拟分析结果,得出弹道极限速度与陶瓷锥质量正相关。基于理论模型的可靠性,可预测不同复合靶板厚度下弹芯剩余高度,得出陶瓷厚度是决定弹芯剩余高度主要因素。     

基于质点弹道方程的破片外弹道特性分析

为了准确表征破片弹道,基于质点弹道方程和经典破片阻力公式建立了破片运动方程,对典型工况的钢破片和钨破片外弹道特性进行了计算分析。结果表明破片最大射程对应的射角约为21°; 随着破片初始射角的增大,破片落地动能先急剧减小,在约10°射角后又缓慢增加。采用抛物线和射线2种形式的计算方法分析了典型破片在不同初始射角条件下的落地动能和最大射程,该方法对破片最大杀伤半径、破片的毁伤效能评估、杀爆战斗部动静爆试验靶场布置位置的合理性和弹药储存安全距离的判断等方面具有一定参考价值。     

钨球对陶瓷/铝复合靶的侵彻与贯穿

采用弹道枪动加载设备,对钨合金球垂直侵彻陶瓷铝复合靶的弹道性能进行了实验研究,给出了钨球侵彻陶瓷/铝复合靶时,球靶的作用过程,分析了陶瓷/铝复合靶的抗侵彻贯穿机理,测得了钨球贯穿不同面密度靶板的弹道极限速度并与钨球侵彻均质装甲板的作用过程进行了分析对比,所给出的结果对破片式战斗部威力设计及轻型装甲结构的优化设计具有参考意义。     

增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能

为探索增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能,采用选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术制造316L不锈钢材料毛坯,通过机加工、抛光等操作得到了直径12 mm的增材制造316L不锈钢球形破片。开展打印态316L不锈钢材料的显微计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)和静动态力学试验研究,获得了打印态316L不锈钢在材料沉积方向的Johnson-Cook(JC)模型参数,进行了增材制造和传统冷轧工艺制造的316L不锈钢球形破片侵彻6 mm厚Q235钢靶的弹道试验。研究结果表明：增材制造球形破片的弹道极限速度比传统冷轧制造破片低2.5%左右,弹道性能有小幅提升,暗示了增材制造工艺用于制造战斗部预制破片的潜力;开展的数值仿真研究获得了与试验结果一致的剪切冲塞穿靶机理,仿真与试验穿靶速度数据比较吻合,弹道极限速度误差仅为1.4%左右,仿真结果也表明JC模型用于描述增材制造316L不锈钢材料穿靶行为的可行性。     

长杆弹垂直侵彻有限厚靶攻角对弹道极限速度影响的研究

研究了长杆弹垂直侵彻有限厚靶时，着靶攻角对侵彻行为和终点效应的影响。定理分析了不同着速、长径比和弹材密度情况下，攻角对弹道极限速度的影响规律。并就某模拟弹等进行了理论计算和实验验证，结果令人满意。用本文建立的模型还可计算弹丸穿透靶板后的剩余速度，剩余弹长，剩余质量和塞块的厚度等。     

钨合金圆筒爆破试验破片分布的统计分析

采用圆筒爆破试验方法研究了易碎型钨合金的破片分布特征,并与93W合金的结果进行了对比.对破片的数量和质量分布特征进行了统计分析,发现易碎型钨合金的破片率明显高于93W合金,而且破片的均匀性也明显好于93W合金,但易碎钨合金的破片回收率低于93W合金,而且受装药量的影响较大.     

几种钨合金破片垂直侵彻装甲钢板极限穿透速度研究

文中从理论和实验两个方面研究了战斗部中典型的预制破片钨球、钨柱和钨块对装甲钢板的侵彻性能；分析了钨柱、钨块破片因着靶姿态不同存在着不同的极限穿透速度；给出了不同着靶姿态侵彻阻力面的理论模型，推导出了计算极限穿透速度的公式，并计算了三种典型预制破片的极限穿透速度，与测试的弹道极限进行了对比。     

电阻网靶破片群速度测量方法

针对网靶只能测量首个弹丸或破片速度的问题,提出了电阻网靶测量方法。该方法的实质是将普通网靶的串联网线改为并联,并且给每条网线串联一个电阻。当破片穿过靶面时,任一网线被打断都会引起总电阻变化,根据两靶总电阻变化的时间间隔和幅度大小,可以测出多个破片的速度、估计破片大小。仿真与测试表明:根据数据采集显示装置记录的波形以及电阻网靶的参数,可计算出单个破片的飞行速度和尺寸范围,从而可以进一步分析破片群的飞行速度、速度分布和尺寸分布。     

高速钢质破片侵彻高强聚乙烯纤维增强塑料层合板试验研究

研究了3.3g立方体高速钢制破片对不同厚度的高强聚乙烯纤维模压层合板的侵彻。根据弹道试验结果和理论分析进一步确定了弹道极限速度vBL与面密度ρad的线性关系;又将剩余速度％的经验关系式中的相关参数表示为ρad的函数,得到了vr与ρad的经验关系式。经验关系式的预测值都与试验结果有较好的吻合,可以将此经验公式用于对立方体破片侵彻高强聚乙烯纤维层合板剩余速度和弹道极限速度的预测。     

俯仰角速度对弹丸侵彻多层靶弹道影响

针对俯仰角速度对弹丸侵彻多层靶弹道的影响问题,在分析大量文献数据与数值模拟数据基础上,采用LS-DYNA有限元软件,开展了考虑/不考虑俯仰角速度条件下弹丸侵彻多层靶数值模拟,对比了着靶时间、着靶速度、着靶点偏移、攻角、着角、引信过载等数据,结果显示考虑俯仰角速度下的数值模拟结果与试验更吻合.基于此,模拟分析了不同大小、方向俯仰角速度对弹丸侵彻多层钢筋混凝土靶弹道的影响,结果表明同等大小情况正向俯仰角速度比负向俯仰角速度对弹道影响更大,且为确保弹丸在目标建筑物内爆轰,其俯仰角速度大小、方向须控制在-627°·s-1～427°·s-1之间.     

弹头角速度与侵彻倾角对铝合金薄板损伤分析

快凝耐热铝合金已广泛应用于水陆两栖装甲车与轻型装甲侦察车车身等结构,由于车身铝合金材质的薄弱部件易受子弹撞击,导致车身关键部位所受损伤与破坏问题较为严重,因此有必要对铝合金薄板被子弹击穿时的损伤特性开展研究。本文通过ABAQUS仿真平台建立铝合金薄板与子弹弹头的显式动力学模型,研究了7.62 mm与9 mm两种不同口径的子弹弹头侵彻倾角、弹头自身角速度等参数对高强度铝合金薄板的损伤特性。结果表明:在相同侵彻倾角与子弹初速与角速度的情况下,9 mm子弹弹头对铝合金薄板造成的损伤程度更大,使薄板受到更大冲击; 7.62 mm子弹弹头对铝合金薄板的侵彻力度更大,有更好的贯穿特性; 随着子弹角速度的增加,两种型号子弹弹头对铝合金薄板破坏程度先增大后减小,角速度为2 000 rad/s时达到临界值; 侵彻倾角影响矩形模板破坏程度,但该影响存在临界值,到达临界值前,子弹穿透能力较小; 到达临界值后,继续增大倾角不再增大穿透能力; 同时随着倾角的增大,9 mm子弹弹头对铝合金薄板生成的动能总体均先增大后减小,倾角为45°时对矩形模板产生的动能最大。     

单层板超高速撞击弹道极限方程综合建模

提出综合建模方法进行单层板弹道极限方程建模.采用量纲分析方法得到具有待定指数和系数的单层板弹道极限方程一般形式,采用单变量法设计仿真工况,通过LS-DYNA仿真软件计算得到单层板结构的弹道极限,针对仿真结果采用线性回归方法确定弹道极限方程的待定参数,获得单层板弹道极限方程.与试验结果的对比表明,综合建模方法得到的弹道极限方程具有更高的精度,适用于更加广泛的航天器防护结构.     

类钢密度活性材料弹丸撞击铝靶行为实验研究

采用弹道碰撞实验对类钢密度冷压成型和烧结硬化聚四氟乙烯/铝/钨系活性材料弹丸撞击铝靶行为进行了研究。基于圆柱形活性材料弹丸正碰撞不同厚度2A12硬铝靶的弹道极限速度、穿孔破坏模式及平均穿孔尺寸实验结果,结合THOR侵彻方程,得到活性材料弹丸正碰撞铝靶的弹道极限速度半经验关系,并分析铝靶厚度对活性材料弹丸相对于钢弹丸侵彻行为及性能的影响。从活性材料内部压力分布、靶板背面稀疏波卸载效应和活性材料激活响应点火时间等角度,分析和讨论了活性材料弹丸化学响应行为对侵彻性能的影响机理。分析结果表明,随着靶板厚度的增大,活性材料激活率和侵孔内爆燃压力随之提高,从而导致侵彻末端爆裂穿孔能力的显著增强。     

液力挤压高比重钨合金材料模拟弹靶试试验研究

对不同挤压变形钨合金材料进行了穿甲模拟靶试试验研究，并通过与真空热处理态，不问旋锻变形态钨合金材料的模拟弹靶试进行对比分析．得出如下重要结论：（I）液力挤压大幅度提高了钨合金材料的抗拉强度、屈服强度；（2）液力挤压钨合金材料的模拟弹穿深明显高于真空热处理态、旋锻变形态；（3）经8发模拟穿甲弹试验表明，尽管液力挤压态钨合金材料的强度很高．但在射击过程中无断弹、碎弹现象。