舱室内爆毁伤效应数值模拟

为了分析半穿甲战斗部击穿舰舷防护结构后,在舱室内部爆炸产生的毁伤效应,运用非线性动力学有限元软件ANSYS/LSDYNA对舱室内爆毁伤过程进行了数值模拟。根据仿真结果,详细分析舱室内爆毁伤全过程,并研究舱壁厚度、炸药质量及炸点位置对舱室内爆毁伤效应的影响。结果表明:各舱壁之间的焊接处最容易发生失效破坏,且各舱壁的毁伤模式均有显著差异;随着舱壁厚度的增加、炸药质量的减小,舱室由整体分解与局部破口的复合毁伤模式,向焊缝撕裂破坏毁伤模式转变;当炸点位置不同时,舱室毁伤模式有显著区别,炸点位置不在舱室中心时,舱室出现花瓣撕裂毁伤模式。可为舰船防护以及导弹炸点位置的确定提供参考。     

舱室内爆毁伤效应数值模拟

为了分析半穿甲战斗部击穿舰舷防护结构后,在舱室内部爆炸产生的毁伤效应,运用非线性动力学有限元软件ANSYS/LSDYNA对舱室内爆毁伤过程进行了数值模拟。根据仿真结果,详细分析舱室内爆毁伤全过程,并研究舱壁厚度、炸药质量及炸点位置对舱室内爆毁伤效应的影响。结果表明:各舱壁之间的焊接处最容易发生失效破坏,且各舱壁的毁伤模式均有显著差异;随着舱壁厚度的增加、炸药质量的减小,舱室由整体分解与局部破口的复合毁伤模式,向焊缝撕裂破坏毁伤模式转变;当炸点位置不同时,舱室毁伤模式有显著区别,炸点位置不在舱室中心时,舱室出现花瓣撕裂毁伤模式。可为舰船防护以及导弹炸点位置的确定提供参考。     

EFP对反舰导弹发动机舱的侵彻毁伤机理研究

分析了典型反舰导弹发动机舱结构特点和毁伤机理,建立反舰导弹发动机舱的等效靶有限元模型,利用LS-DYNA仿真计算了EFP对反舰导弹发动机舱的冲击毁伤效应,为舰载反导弹药的设计和反舰导弹发动机舱的防护奠定了基础.     

偏转式抗侵彻防护技术研究现状

随着弹体侵彻能力不断提升,传统“阻挡”的防护设计思想指导下的防护结构为达到防御目标,其质量与尺寸必将不断提高。基于弹体非理想侵彻及侵彻非均匀防护结构中的弹体偏转现象而提出的“偏转”防护思想,使得更加轻质高效的防护结构成为可能。本文以弹体侵彻过程中的各种偏转现象为主要研究对象,综述了偏转式抗侵彻防护技术的研究现状,主要内容包括弹体非理想侵彻过程和弹体侵彻非均匀防护结构过程中的偏转现象,非理想侵彻的过程分析以及影响弹体非理想侵彻过程中偏转程度的主要因素,非均质防护结构偏转弹体的机制,介绍了目前实际应用中较为典型的三种偏转式防护结构形式,并分析了其抗侵彻性能和存在的不足,最后针对目前偏转式抗侵彻防护技术研究现状提出了建议,为高效能偏转式防护结构研究提供参考依据与思路。     

基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价分析

储罐在偶发爆炸载荷作用下易发生结构破坏,致使罐内储液流出,从而造成巨大的经济损失,但采用弱顶设计的储罐在此类事故发生时能减少损失。为此,以立式拱顶储罐为研究对象,综合考虑储罐破坏过程中内部压力、应力以及裂纹扩展等因素,建立了基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价方法。同时,通过数值模拟手段,采用CEL(coupled Euler-Lagrange,耦合欧拉-拉格朗日)流固耦合算法建立了储罐内爆三维有限元模型,对内爆载荷作用下储罐的破坏过程及不同影响因素下储罐的弱顶性能开展研究。计算结果表明：在基于压力和应力的弱顶性能评价中,储罐在90°,135°,180°位置处的峰值压力比大于1,满足弱顶要求;在基于结构断裂的弱顶性能评价中,由于裂纹延伸到液位以下,2条裂纹分别穿过液位1.99 m和5.21 m,储罐不具备弱顶性能。随着储罐容积的增加、液位的升高,储罐的弱顶性能增强。根据计算所得结果,采取在液位以上设置防护圈的方法对储罐进行优化,使得非弱顶储罐满足弱顶结构设计要求。所建立的储罐弱顶性能评价条件可为储罐的弱顶设计及分析提供参考。     

装甲防护材料抗侵彻性能研究现状

目的分析装甲防护材料抗侵彻性能的研究现状,为改进复合装甲的结构设计提供参考。方法对装甲防护材料的抗侵彻研究现状进行论述,并对其应用情况进行分析。结果分别阐述了金属材料(装甲钢、铝合金和钛合金)、陶瓷复合靶板以及纤维增强复合材料(玻璃纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维)的抗侵彻研究现状,并介绍了其应用情况。结论随着战场环境的日益更新和武器装备的飞速发展,单一的装甲防护材料已难以适应战场环境的不断变化,装甲防护材料将朝着强韧化、轻量化、智能化及多功能化发展。     

侵彻引信存储测试系统设计

侵彻引信配用于侵彻弹药(钻地弹),是对付硬目标的最有效武器.为了准确识别出最佳炸点,达到最大的毁伤效果,需将引信侵彻目标过程中的过载信号予以测量和记录.本文设计了侵彻引信存储测试系统,研究了测试电路和防护结构,实现了采样率100 kHz和量程6万g的性能,具有尺寸小、功耗低、抗过载能力强、数据一致性好等特点,经过了实验室和靶场试验验证.     

聚能装药侵彻体对混凝土基座毁伤效应数值模拟研究

为选定混凝土基座爆破后残高低、块度小的聚能装药结构形式,采用数值模拟方法对比研究了装药量、外径和药型罩壁厚相同条件下60°、120°锥形罩和曲率半径为10.8 cm曲面罩形成的射流或爆炸成型弹丸(EFP)运动特性,及其对混凝土基座垂直侵彻过程和毁伤效应。结果表明：不同聚能装药侵彻体对混凝土基座的侵彻方式不同。60°药型罩的头部射流先侵彻混凝土基座,随后杵体对孔洞进行扩大,120°药型罩的杵体与射流合并侵彻混凝土基座,而曲面药型罩主要依靠成型弹丸对混凝土基座进行冲击侵彻;混凝土基座的破碎能力与侵彻孔直径相关;孔径越大、能力越强。60°、120°和EFP药型罩侵彻孔直径分别为4.3 cm、5.2 cm和7.0 cm,在侵彻深度范围内形成的裂缝数量、宽度呈现增大趋势;混凝土基座爆破后的残留高度与横向贯通裂缝至底面之间的距离相关,而横向裂缝形成与侵彻体参数、装药量等多个因素相关。对有限尺寸的混凝土基座,大锥角药型罩的聚能装药破碎范围和程度的综合效果较佳,EFP药型罩虽然侵彻能力最弱,爆破作用后混凝土残留高度较大,但在侵彻深度范围内的破碎能力最强。研究不同聚能装药侵彻体对混凝土基座的爆破效应为毁...     

MCA方法模拟穿甲弹芯的侵彻破坏

装甲、反装甲等武器设计研究必须要穿甲侵彻机理。本文用MCA算法模拟穿甲侵彻过程,直观地描述了高速侵彻时弹靶的破坏变形状态,并在微细观层面上分析了侵彻过程穿甲弹芯的损伤发展及破坏规律。     

层状复合结构抗侵彻性能试验与数值模拟

为研究3层及以上层状复合结构和金属丝缠绕材料(Entangled metallic wire material,EMWM)夹芯复合结构的抗侵彻性能,本文设计了4种复合结构:碳化硅陶瓷/超高分子量聚乙烯/钛合金(SiC/UHMWPE/TC4)、SiC/TC4/UHMWPE、SiC/UHMWPE/EMWM/TC4和SiC/...     

冻土靶体抗侵彻特性试验与抗侵彻深度计算

为深入研究冻土靶体的抗侵彻特性,开展了冻土靶体抗侵彻系列模型试验,得到了不同温度下冻土靶体抗尖卵型弹体侵彻成坑效应、弹道轨迹和侵彻深度等参数。试验结果表明,冻土靶体抗侵彻特性与其温度和弹体撞击速度密切相关,冻土温度相同,弹体撞击速度越大,冻土靶体表面成坑越大,抗侵彻深度越大,弹体侵彻速度相近,冻土温度越低冻土靶体表面成坑越小,抗侵彻深度小。为准确预测冻土靶体抗卵形弹体侵彻深度,引入考虑温度效应的摩尔-库仑准则,结合空腔膨胀理论对冻土靶体抗侵彻深度进行计算分析,与试验实测数据对比,理论预测值能够较准确反映冻土靶体抗侵彻深度与冻土温度和弹体侵彻速度间的关系。     

制导炸弹水平侵彻爆炸作用下混凝土重力坝毁伤效应数值仿真

在综合考虑射弹的冲击侵彻作用、破碎弹壳爆炸能损耗、侵彻孔洞对爆轰产物的影响等因素的基础上,通过对制导炸弹GBU-28水平侵彻混凝土重力坝爆炸全过程的三维数值仿真,研究了混凝土重力坝在射弹侵彻爆炸下的动态响应及破坏效应.计算结果表明:侵彻爆炸的毁伤效应主要表现为坝体的局部破坏效应,而且呈现以爆炸作用为主侵彻作用为辅的破坏特征.细长弹药的侵彻爆炸破坏范围的增长主要体现在垂直弹轴方向.     

聚脲材料的优化及抗爆抗侵彻性能研究进展

聚脲弹性体的分子结构独特,具有优异的力学性能和良好的吸能特性,在提升基体的抗爆抗侵彻性能方面有显著的效果。本文对聚脲弹性体在防护领域的研究进展进行了全面梳理,主要围绕配方优化、防护结构应用以及吸能机理三个方面开展论述,并进行了深入的系统性分析。此外,本文归纳了聚脲弹性体研究中存在的问题,为其进一步的研究、应用以及新型防护结构设计提供了有益参考,对开展聚脲复合结构的抗爆抗侵彻研究具有重要意义。     

子弹侵彻靶板研究

为了有效打击地下目标,或是对此类问题的防护,高速弹丸对结构的侵彻毁伤研究越来越受到军事部门的关注,然而通过原型实验费时费力,因此本文在理论分析的基础上,采用ANSYS／LSDYNA软件对整个过程进行数值模拟,描述和动态显示问题的整个过程,可以节约实验投入．为提高弹丸侵彻效果提供参考。     

异形截面侵彻体垂直侵彻半无限金属靶试验研究

异形弹是一种弹芯截面为非圆截面的杆式穿甲弹。为探究截面形状对杆式穿甲弹侵彻效率的影响,设计了圆形、三角形、正方形、十字形和刻槽形五种截面形状的穿甲弹芯(其质量、截面面积、杆长均相等)。在不同着靶速度条件下,利用25 mm弹道炮开展了异型弹垂直侵彻半无限金属靶的试验。结合靶板的弹坑深度和形貌,分析了不同截面形状弹芯垂直侵彻半无限厚靶板的侵彻规律,并初步讨论了其侵彻机制。结果表明,在试验速度区间(1 273～1 747 m/s),三角形、正方形、十字形截面侵彻体相对于圆形截面侵彻体的无量纲侵深增加量及增加率均随着靶速度的提高而增大,而刻槽形截面侵彻体相对于圆形截面侵彻体的无量纲侵深增加量无明显变化;由于异形截面弹芯易发生剪切破坏,导致侵彻过程中其弹芯头部面积要小于圆形截面弹芯的,从而降低异形截面侵彻体的侵彻阻力,因此三种异形截面(三角形、正方形和十字形)弹芯相对于圆形截面弹芯均有更高的侵彻效率,其中十字形截面弹芯最高。     

高速及超高速钻地弹侵彻土壤深度及轨迹的研究

为了对地下掩体进行有效打击,钻地弹在现代战争中受到了广泛的重视．但由于地下掩体深度的不断加深,目前常规钻地弹已无法对其构成威胁．目前世界各国对钻地弹的研究主要集中于其侵彻深度,而对其侵彻轨迹的研究还相对较少,而侵彻轨迹对于深钻地弹的有效打击至关重要．因此,本文在分析三维钻地弹形状及受力的基础上运用空腔膨胀理论推导了三维弹体侵彻深度的解析解,同时,基于微分面积力法,运用ABAQUS有限元软件模拟仿真钻地弹侵彻土壤的空腔膨胀理论模型．为了研究钻地弹侵彻土壤的轨迹,本文针对常规高速钻地弹以及运用弹道导弹携带钻地弹头的超高速钻地弹进行研究．研究表明：本模型可以有效给出了弹体攻角、侵彻角以及弹体质心位置对钻地弹侵彻轨迹的影响以及相应条件下钻地弹侵彻土壤时的过载曲线．在对常规高速钻地弹侵彻轨迹的研究中发现：钻地弹的初始攻角可以使得带有同方向侵彻角的弹体侵彻轨迹优化．     

金属网增强遮弹层抗高速弹体侵彻的数值研究

基于验证的数值模型从弹体侵彻深度、弹坑直径、局部破坏情况和能量变化等方面对金属网增强遮弹层抗高速弹体侵彻的冲击响应进行参数化研究,涉及的参数包括:金属网布置形式、金属丝丝径、金属网孔径和金属网层数.研究表明:在素混凝土遮弹层中加入金属网可以有效降低弹体侵彻深度和剩余速度、减小弹坑直径、改善局部破坏情况、加快弹体初始动能...     

预应力陶瓷组合结构的抗侵彻性能研究

为了满足陶瓷防护结构的轻量化、高韧性的要求,需要采用新型复合结构来提高其在抗侵彻过程中的能量耗散效率。设计了一种预应力型陶瓷组合结构,即应用弹簧施加预应力,将陶瓷、金属边框组合成防护基元,组合防护基元形成预应力陶瓷组合结构。由于进行相关试验比较困难,该文章使用ABAQUS软件进行建模和数值模拟分析。基于量纲分析方法设计了5种速度、5种预应力下组合结构的侵彻数值计算方案,研究预应力对于该组合结构抗侵彻性能的影响规律。结果表明：随着预应力的增加,子弹的残余速度逐渐减小,新型防护结构的抗侵彻性能逐渐提升;并分析了惯性效应、强度效应、变形特性以及预应力相关的无量纲参量的影响规律,提出了该结构在高速冲击下残余速度的表达式。该研究中预应力的引入对新型陶瓷防护结构抗侵彻性能的设计具有较好的参考意义。     

内爆作用下不同类型填充墙对RC框架结构的影响

为了研究内爆作用下不同类型填充墙对RC框架结构的影响,减轻RC框架结构在爆炸荷载作用下的破坏程度,采用AN-SYS/LS-DYNA软件对已有的RC框架结构、碳纤维布加固砌块填充墙爆炸试验进行数值模拟.通过模拟结果和试验结果的对比分析,验证了采用的数值模拟方法及参数设置是合理和适用的.在此基础上,通过数值模拟研究2层L型...