飞机壁板结构击穿的数值模拟

为了分析飞机壁板结构受到常规弹道速度(500～1000m/s)下地面火炮攻击时的动态响应和形成的损伤,应用大型动态非线性有限元分析软件MSC.Dytran建立刚性弹体高速垂直撞击侵彻方形薄靶板的三维模型,采用Johnson-Cook应变率相关材料本构模型,模拟在不同的射弹碰撞速度下薄靶板的侵彻击穿过程,讨论了带加强筋薄靶板和具有初始应力的薄靶板的破坏、损伤情况。模拟结果表明,加强筋可以在一定程度上抑制靶板结构的破坏和损伤,处于承载状态下的薄板被射弹击穿后会造成更大的破坏,使承载能力迅速下降。     

短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响

运用空间轴对称有限元方法,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响.研究表明,在拉伸和压缩载荷下,热残余应力可导致不对称的应力分布;热残余应力降低拉伸时的应力传递,加强压缩时的应力传递.     

冲击载荷作用下压阻式微加速度计的动态力学响应研究

针对目前判断器件的可靠性实验中存在成本高、周期长的问题,对微型压阻式加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性进行研究,获得微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应规律。以锥形头部弹体为例构建动力学模型,对典型的微加速度计和冲击载荷工况进行理论研究,分析压阻式微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性。结果表明：压阻式微加速度计在冲击载荷下的响应由应力波的渡越时间、结构的本征振动周期及脉冲的持续时间这3个时间常数及其关系决定,可准确反应弹体所受冲击载荷的特性。     

全封闭舱内爆炸载荷作用下薄板变形研究

在内爆炸载荷作用下,舱室内部长时程准静态压力载荷会对结构极限变形产生重要影响,使得其结构响应与敞开环境空爆下的情况有较大区别。计算分析了方形薄板在内爆炸载荷作用下动态响应,基于薄板在冲击载荷作用下的变形规律,提出了用于评估结构在内爆炸载荷作用下极限变形的无量纲损伤数。该无量纲损伤数考虑了舱室体积、炸药能量、结构几何尺寸及屈服强度等因素对内爆炸载荷作用下结构变形响应特性的影响。薄板变形的分析结果表明,结构极限变形与板厚比和无量纲损伤数之间存在明显线性关系,可通过拟合获得舱内爆炸载荷作用下结构极限变形的快速预报经验公式。提出的无量纲损伤数考虑了板大变形响应过程中的中面膜力效应和板厚影响,更加适合于分析薄板在内爆炸载荷作用下的塑性大挠度变形值。     

多孔发射药冲击受力模拟仿真

为研究多孔发射药受冲击载荷的力学响应过程及几何参数变化对药粒力学性能的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了七孔、十九孔发射药计算模型,模拟药粒在冲击载荷下的受力情况,然后建立单孔发射药模型,长径比为1:1、2:1的七孔、十九孔发射药和花边形七孔、十九孔发射药模型,研究孔数、长径比和外形对药粒应力的影响.结果表明,药粒被压缩后发生回弹,与落锤接触面的应力从圆心到边界逐渐增加,药粒中部发生膨胀;受孔处应力集中的影响,孔数的增加改变了端面应力分布连续性,和单孔药相比,七孔药的受力时间和最大压缩位移分别增长了3.39％和3.76％,十九孔药的受力时间和最大压缩位移分别增长了10.17％和15.05％;当孔数不变,长径比从1:1增加到2:1时,应力峰值减小而压缩位移峰值增大;花边形药粒比圆柱形药粒更易在花边凹陷处出现应力集中.对发射药应力响应过程及影响因素的研究为发射药力学性能研究提供了基础数据.     

飞机水平尾翼壁板破片打击损伤评估与修理

在分析了平尾结构特点和受载情况的基础上,建立了平尾壁板高应力部位的有限元模型,通过计算得到了5种损伤尺寸对应的应力水平以及相对应的平尾限制偏角,采用工程计算法设计和校核修理方案,对损伤飞机的限制飞行和损伤修理方案的确定具有参考意义.     

旋转离心应力对叶片受外物损伤的影响研究

针对发动机叶片常受外物撞击而产生损伤的问题,采用非线性有限元法就旋转离心应力对叶片外物损伤的影响进行分析,并采用动力松弛法在撞击分析前对叶片结构进行应力和位移的初始化,建立离心应力下叶片外物撞击的非线性动力学分析模型。通过在LS-DYNA中进行不同离心载荷下叶片外物撞击的数值模拟比较,结果表明,离心应力对叶片的瞬态响应及损伤特征有较大的影响。     

大开口对船体结构抗冲击性能的影响

舰艇在设计过程中不可避免地会出现大开口部位,这类部位对舰艇的结构强度、稳定性等都有比较严重的影响。特别是在舰艇遭受到水下非接触爆炸冲击载荷作用以后,会引起拉伸/压缩的交变载荷,在船体结构大开口角隅处产生应力集中现象。本文通过建立舰艇船体结构冲击响应有限元分析模型,计算分析了在不同海况下舰艇遭受到水下非接触爆炸冲击后结构大开口角隅处的应力及其储备系数。研究结果表明,结构大开口部位公共角隅处的安全储备系数较小,应力集中现象明显,在进行舰艇船体结构抗冲击设计与评估等研究过程中需要予以考虑;此外,对于相同爆距,遭受水下爆炸冲击的舰艇船体结构在静水弯矩工况下的安全储备系数一般大于六级海况下的情形,这说明波浪弯矩导致的舰艇中拱或中垂加剧了结构大开口部位角隅处的应力集中现象。     

关于“捕鲸叉”导弹在飞机弹射、着陆、挂飞和火炮射击时结构响应的分析

1.引言像飞机所有外挂物一样,“捕鲸叉”导弹(AGM-84A)在其使用期限内将受到各种冲击和振动载荷的影响,这使导弹及其设备的可靠性受到威胁。与飞机作战直接有关的最重要的冲击和振动环境包括载机弹射和用拦阻装置着陆时的冲击载荷,挂飞时长期振动载荷,在飞机火炮射击时引起的短期振动载荷以及在导弹发射时强烈的冲击载荷。在较早的一个报告上评定了导弹结构对发射冲击的响应,本报告讲的是导弹对上面提到的其它动力载荷的响应。     

射弹冲击引爆裸装炸药临界条件研究

在国内外学者研究基础上分析了不同头部形状及不同材料射弹对裸装炸药的引爆判据，利用数值模拟计算得到了不同射弹材料、射弹头部形状对引爆状态的影响结果，进而提出了综合考虑射弹头部形状及材料密度的射弹冲击引爆炸药临界条件经验表达式。与已有试验结果相比较，该表达式能较好的描述棵装炸药在承受冲击条件下的起爆响应。     

离散杆式战斗部对飞机的毁伤计算与仿真

通过对某型飞机的结构易损性,包括离散杆空间分布及离散杆的飞行姿态规律的分析,建立了在一定弹目交会条件下,离散杆式战斗部对飞机的毁伤计算模型.通过对离散杆数学模型中离散杆空间分布、离散杆飞行姿态规律,以及交会计算模型的毁伤计算数学模型仿真说明,该模型能够获得一定交会条件下飞机的毁伤状态、损伤尺寸和形态,有助于开展离散杆战斗部威胁下的飞机生存力分析及战伤模式研究.     

飞机战伤抢修综合仿真系统设计与实现

空战对抗中,我方飞机在敌方导弹威胁下的损毁状态及战伤情况分析对我军战时战伤抢修和战场备件筹措,提高飞机的作战能力具有重要意义。针对我军飞机可能遭遇的敌方空空导弹威胁,设计并实现了我军某型主战飞机的战伤抢修综合仿真系统,通过系统仿真,实现了一次空战对抗任务中飞机的生存力分析及战伤计算,并以此进行战伤评估、战伤模式分析,从而制订抢修方案,为使战伤飞机迅速恢复一定战斗力提供有效依据。     

某型飞机的结构毁伤计算与仿真实现

通过对我军某型飞机的结构易损性分析和离散杆的空间分布与飞行姿态规律的分析,建立了空战对抗中,飞机结构在离散杆式战斗部打击下的毁伤计算模型。通过仿真实现,能够获得一定弹目交会条件下飞机结构的毁伤状态、损伤尺寸和损伤形态,有助于开展离散杆式战斗部威胁下的飞机结构的生存力分析及战伤模式研究。     

破片对空间轨道目标的易损性分析及毁伤模型研究

研究了目前的空间轨道目标,与飞机相比,对空间轨道目标在工作环境、典型结构、飞行原理、毁伤机理,目标的防护特性、隐蔽性机动性上进行了易损特性分析,提出了单枚破片对双层靶板的破坏类型,包括局部穿孔破坏和撕裂破坏类型,提出了其对应的毁伤模型,进一步得到了单枚破片碰撞双层板结构的毁伤概率.该文的研究对加强我国的空间防御能力,具有一定的参考价值和重要的现实意义.     

子母弹对航空母舰的毁伤效果分析(Ⅱ)——子母弹攻击下航空母舰舰载机作战保障系统毁伤效果分析

这是子母弹对航空母舰毁伤效果分析的第二部分，在第一部分给出的航空母舰对舰载机作战保障效能模型的基础上，针对子母弹战斗部攻击航空母舰毁伤效果的定量分析问题，提出了M-C模拟方法，实现了多弹攻击下的航空母舰舰载机作战保障系统毁伤效果的计算机模拟计算，对航空母舰毁伤效率的评估和作战方案的制定具有重要的指导意义．     

预制破片弹攻击飞行器目标的实时可视化研究

对预制破片式战斗部导弹拦截飞行器目标过程的实时可视化仿真研究,并针对相关问题提出了解决方法。提出一种特性模型的概念,将目标几何信息和事实信息相关联,进而通过破片与目标的几何关系得到侵彻条件;利用射线算法对破片进行碰撞检测,并设计实现了模型的在线编辑方法。最后通过一个可视化示例校验了以上各方法的有效性。     

月壤撞击坑对探测器着陆性能影响研究

探测器软着陆后的姿态是上升器月面稳定起飞的前提基础,研究月壤撞击坑给探测器着陆性能带来的影响对上升器月面稳定起飞具有重要意义。通过有限元法(FEM)模拟GRC-1 型月壤的非线性力学特性,并与文献[13]中三轴试验结果对比,验证了仿真方法的有效性;在综合考虑月壤非线性、反推火箭残余应力、姿态控制力和重力的基础上,建立了探测器着陆过程动力学模型;以四腿悬架式着陆器为研究对象,研究了月壤撞击坑对探测器着陆后姿态的影响。结果表明:探测器着陆后的姿态角随撞击坑深度的增加而增大;若要保证上升器月面稳定起飞,撞击坑深度不能超过600 mm.     

离散杆和EFP组合战斗部对飞机毁伤效应研究

为分析离散杆与EFP复合战斗部对典型战斗机毁伤效应,根据强度等效原则,采用动力学有限差分程序建立了数值模拟模型.采用流固耦合与接触算法,模拟了爆炸冲击波、离散杆条、EFP 3种毁伤元爆炸形成过程,以及典型弹靶交会条件下对飞机的联合毁伤效应.分析获得3种毁伤元对飞机各部分结构破坏、对油箱引燃概率的初步规律.研究结果对新型防空战斗部杀伤元素的设计及毁伤效应评估具有重要的参考价值.     

高速飞行器头罩分离设计方案研究

随着飞行器飞行速度的提高,飞行器头部力热环境十分恶劣,需采用头罩分离技术才能保障飞行器精确制导。对高速飞行器的头罩设计及防护设计进行了研究,同时提出了采用导爆索、推冲器的2种头罩分离方案,并进行了抛罩的试验验证和理论仿真计算,试验结果证明了该方法的可行性。