间隔介质对射流侵彻间隔靶影响的数值模拟

为了研究间隔介质对聚能射流侵彻间隔靶能力的影响,运用AUTODYN软件分别对射流侵彻水和空气介质间隔靶过程进行数值模拟。主要从侵彻过程中射流形态、间隔介质形态、射流头部速度三个方面出发,对模拟结果进行分析。首先与试验结果进行对比,验证了数值模拟分析的合理性和可靠性。然后通过分析数值模拟结果,得到射流头部速度随侵彻介质距离变化的拟合公式,并得出:射流头部速度在间隔靶水介质中衰减比空气介质中高17.6%,且金属射流速度愈低,相同距离水间隔介质对射流侵彻能力的衰减效果愈明显。     

聚能射流侵彻的计算与模拟试验研究

对聚能射流侵蚀效果的关键影响因素进行分析,针对具体问题在既有理论基础上结合数值模拟对聚能射流进行设计,并通过模拟试验验证设计的有效性。实践证明,利用该聚能射流进行工程中靶板材料的侵彻是可行的,值得进一步推广。     

聚能射流侵彻的计算与模拟试验研究

对聚能射流侵蚀效果的关键影响因素进行分析,针对具体问题在既有理论基础上结合数值模拟对聚能射流进行设计,并通过模拟试验验证设计的有效性。实践证明,利用该聚能射流进行工程中靶板材料的侵彻是可行的,值得进一步推广。     

水下线型聚能切割器内外炸高对射流侵彻性能的影响

借助ANSYS/LS-DYNA程序,对线型聚能切割器在水下切割钢板的性能进行了数值模拟研究,并通过试验对数值模拟仿真结果进行了验证。通过数值模拟和试验对比,重点分析了水下聚能切割器空气内炸高和水外炸高对射流侵彻靶板的特性影响。数值模拟和试验结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能,设置适量的空气内炸高并减小水外炸高,可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;空气内炸高越小,射流的形成越不充分,形成射流的速度和动能越小,侵彻能力越弱。     

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。     

复合材质杆式射流侵彻水下目标的数值模拟

为了实现聚能战斗部对水下目标的高效毁伤,在传统聚能战斗部的基础上设计了一种采用不同材料的球缺罩与偏心亚半球形罩组合的聚能战斗部。阐述了复合材质组合式聚能战斗部的结构设计及作用原理,利用有限元软件AUTODYN数值模拟了其成型及侵彻水下靶板的过程,并与传统的偏心亚半球缺式和单一材质组合式战斗部的毁伤效果进行了对比。研究表明,复合材质组合式战斗部形成的前级杆式射流侵彻水介质过程中可以为后级杆式射流开辟无耗能通道;在相同炸高下,侵彻相同厚度的水介质与靶板后,与传统杆式射流相比,复合材质杆式射流的动能衰减率最小,剩余动能提升了28.59%。该复合材质组合式聚能战斗部可以实现对水下目标的高效毁伤。     

织物纤维增强橡胶复合板抗射流侵彻的防护效能

基于DOP实验方法开展了玻璃纤维、 碳纤维、 Kevlar-49及PBO等四种织物增强橡胶复合靶板抗射流侵彻性能实验研究。在68°倾角下, 获取了射流侵彻四种不同结构的复合板在鉴证靶上的剩余穿深。分析了面板变形形态及四种纤维的破坏模式, 计算得到了空间防护系数及差分防护系数。结果表明: 面板的变形是干扰射流的一个重要因素, 面板孔壁与射流作用区域越长, 对射流干扰越明显。四种纤维铺层的破坏模式有着较大的差异, Kevlar-49及PBO织物增强橡胶复合板的防护能力远大于玻璃纤维和碳纤维橡胶复合板。     

泡沫铝夹芯板压入和侵彻性能的实验研究

利用MTS和落锤试验机研究了由复合材料面板和闭孔泡沫铝芯层组成的夹芯板结构在压入和侵彻时的变形和失效行为,并通过引入无量纲参数——能量吸收效率因子,探讨了一些关键参数对夹芯板压入和侵彻性能以及能量吸收性能的影响,如冲击能量、面板厚度、芯层厚度及相对密度、压头/锤头形状和边界条件等。结果表明夹芯板的破坏主要集中在压头作用的局部区域内。夹芯板的能量吸收效率对其结构参数比较敏感,增加上层面板厚度、芯层厚度或芯层相对密度能够有效地提高夹芯板结构的能量吸收能力以及抵抗压入和侵彻的能力,而下层面板厚度的对夹心板抗侵彻性能的影响不明显。不同的压头/锤头形状和边界条件对泡沫铝夹芯板的压入和侵彻响应以及能量吸收性能影响明显。     

泡沫铝填充汽车车架的抗振性研究

为探讨满足汽车自身轻量化、环保、舒适和安全方向发展需要的新途径,以某汽车为例,初步设计了泡沫铝填充结构车架,并应用有限元分析软件ANSYS对其进行了静态与动态分析。结果表明,该新型结构车架在满足自身性能要求下,其动态特性明显提高,从而抗振性得到提高。     

聚能射流侵彻引爆薄壁弹试验研究

针对废旧弹药炸毁处理特点和当前炸毁方法不足,利用聚能效应原理,设计1种用于废旧危险弹药销毁的轴对称射流聚能引爆器,该装置呈圆柱体结构,主要由聚能体、起爆组件和壳体组成,一端开口,用于聚能射流形成与侵彻并在圆柱体前端设计了有利炸高,另一端用于固定起爆组件。聚能体由截锥形药型罩、高能炸药组成;起爆组件由雷管、导爆管组成;壳体材质为工程塑料。根据废旧弹药炸毁要求,介绍了聚能引爆器操作使用方法,利用该装置开展了某小口径薄壁弹丸销毁试验。销毁试验证明,该聚能引爆器可以有效销毁废旧危险弹药。     

乳化炸药聚能射流侵彻靶板的数值仿真

为了研究聚能射流侵彻靶板的过程,采用乳化炸药对半球形药型罩聚能射流侵彻靶板实验,控制炸高为9cm,药型罩采用铜质材料。利用AUTODYN软件对聚能射流的形成、侵彻铝板的过程进行数值仿真,并且对多物质EULER算法求解得到的模拟结果进行分析,仿真结果与实验结果基本一致。     

乳化炸药聚能射流侵彻靶板的数值仿真

为了研究聚能射流侵彻靶板的过程,采用乳化炸药对半球形药型罩聚能射流侵彻靶板实验,控制炸高为9cm,药型罩采用铜质材料。利用AUTODYN软件对聚能射流的形成、侵彻铝板的过程进行数值仿真,并且对多物质EULER算法求解得到的模拟结果进行分析,仿真结果与实验结果基本一致。     

Study on linear shaped charge in penetrating rock

Based on the action mechanism of linear shaped charge(LSC), penetration performance of LSC on rock was studied. In the presence of lab experiments, the optimal standoff of linear shaped charge and the vertex angle of V-shaped liner were determined. The result of cutting sand-cement grout samples shows the directional expansion of crack is satisfactory and spacing interval of boreholes can approach 17.5 times of the bore-hole’s diameter. Then field experiment indicates cutting effect is very good, the ruggedness in fracture plane is less than 50mm and the rates of half-hole marks are 100%. All these suggest that the orientation fracture blasting with linear shaped charge is a good means in directional fracture controlled blasting.     

平顶药型罩聚能射流形成过程研究

ANSYS/LS-DYNA对平顶药型罩的射流形成过程进行数值模拟,结果表明,在顶点起爆条件下,平顶药型罩的平顶中心首先下凹并拉动药型罩边壁向内汇聚,使得存在夹角的平顶与边壁整体构成环形线性聚能罩,此聚能罩在炸药爆轰作用下产生一级射流,一级射流彼此作用继而产生更高速度的二级射流。分析认为其机理是二级药型罩成型假说,尝试探索研究多级射流领域,并为提高射流速度提供一种新思路。     

平顶药型罩聚能射流形成过程研究

ANSYS/LS-DYNA对平顶药型罩的射流形成过程进行数值模拟,结果表明,在顶点起爆条件下,平顶药型罩的平顶中心首先下凹并拉动药型罩边壁向内汇聚,使得存在夹角的平顶与边壁整体构成环形线性聚能罩,此聚能罩在炸药爆轰作用下产生一级射流,一级射流彼此作用继而产生更高速度的二级射流。分析认为其机理是二级药型罩成型假说,尝试探索研究多级射流领域,并为提高射流速度提供一种新思路。     

双锥药型罩结构参数对聚能射流的影响

为探究双锥药型罩结构参数对聚能射流速度的影响,采用数值仿真模拟双锥型药型罩形成射流的过程。结果表明:双锥药型罩较单锥结构形成的有效射流更加密集,且形成射流的头部最大速度及射流平均速度均大于单锥药型罩。通过因素影响分析结果可知,大、小锥罩角度的变化对射流头部速度影响均显著,且大、小锥罩角度差距越大,形成射流的平均速度越大,同时还能保持较高的射流头部速度。双锥罩罩顶距壳体起爆点距离越小,形成的射流头部最大速度越大,且侵彻深度越深;距起爆点越远,形成射流的平均速度越大,侵彻扩孔能力越强。     

基于碰撞安全性的泡沫铝填充矿用救生舱优化及性能分析

为提高矿用救生舱的碰撞安全性,设计一种泡沫铝填充矿用救生舱。利用ANSYS Workbench的参数优化模块,以舱体的加速度、变形及吸能大小为优化目标,对舱体的结构参数和泡沫铝的材料性能参数进行优化。对优化后的泡沫铝救生舱的碰撞安全性进行分析,结果表明泡沫铝救生舱在质量和最大等效应力均有所降低的前提下,泡沫铝救生舱碰撞时的最大变形和最大加速度得到显著降低并且舱体吸收的能量得到大幅提升,证明泡沫铝填充救生舱具有更佳的碰撞性能可以提高其安全性。     

Dynamic bending response of double cylindrical tubes filled with aluminum foam

The dynamic three-point bending behavior of double cylindrical tubes filled with closed-cell aluminum foam core was studied experimentally and numerically. It is found that the deformation mode of this new structure under impact loading is different to that under quasi-static loading. The load carrying capacity of the structure subjected to impact remains at the level of that in the quasi-static situation. Compared with traditional foam-filled single tubes, the specific energy absorption efficiency of this new structure is much higher, and that of both foam-filled structures in the dynamic situation are higher than that in static situation. A preliminary experimental study on the effect of profiles and span of the structure were performed, and the result shows that these parameters affect the structure together. Numerical simulation of the bending behavior was also executed with the explicit finite element method. The mechanism of the dynamic response is revealed by comparison of the maximum strain history in the simulation.