壳体材料对含铝炸药装药爆炸威力的影响

为了研究壳体材料对高能含铝炸药装药爆炸威力的影响,采用3种壳体材料,利用分步压装工艺装填含铝高能炸药,进行威力对比试验。结果表明：壳体材料的塑性、屈服强度等力学性能对破片速度和有效破片的形成有一定的影响;壳体材料为50SiMnVB的榴弹装药综合威力较高。     

高破片率钢预制破片弹毁伤效能分析

为提高某制式杀伤爆破榴弹毁伤能力,提出改普通D60钢弹体材料为高破片率钢弹体材料。文中将高破片率钢预制破片弹与某型号制式杀爆弹的毁伤能力进行理论计算对比,结果表明:钢预制破片弹杀伤威力较制式弹提高了70%;静爆试验对比,结果表明:钢预制破片弹对12m以内8mm厚装甲钢板具有较强的毁伤能力,杀伤威力较制式弹提高了73%。理论计算与静爆试验结果基本吻合,高破片率钢预制破片弹较制式杀爆弹毁伤能力显著提高。     

某小口径埋头弹弹体破碎性研究

埋头弹作为一种新型弹药,具有体积小、形状规则等优点,是未来弹药发展的重要方向之一。弹体破碎性直接影响弹丸威力,为提高弹丸威力,弹体材料、炸药种类、弹体装药结构必须合理搭配。通过对30CrMnSiA、40MnNiMo、50SiMnVB 3种常用弹体材料进行破碎性试验,寻求一种适合某小口径埋头弹的弹体材料。试验结果表明：50SiMnVB材料的弹体形成的有效破片数量最多,质量相对均匀,更适合用于小口径弹药弹体材料。同时,针对50SiMnVB弹体材料形成破片质量分布不均、利用率低等问题,利用ANSYS LS/DYNA有限元分析软件对该口径埋头弹弹体膨胀和自然破片形成过程进行了数值模拟,通过对弹体自然破片形成机理的分析并结合埋头弹发射具有高膛压、高过载的特点,设计出一种结构简单,加工成本低廉,可用于高膛压、高过载的弹体结构,并对所设计的弹体结构自然破片的形成过程进行数值模拟。数值仿真结果表明该种弹体结构设计方案具有较高的可行性。进行了破碎性试验验证,试验结果表明该种弹体结构形成的有效破片数量可增加16.5%。     

回火温度对50SiMnVB钢壳体形成破片性能的影响

为了获得不同回火温度条件对壳体形成破片性能的影响规律,选取3种回火温度下的50SiMnVB钢作为壳体材料,通过破片初速测定试验与水井静爆破片回收试验研究了50SiMnVB钢壳体形成破片的速度及质量分布等性能,并应用AUTODYN-3D有限元软件仿真研究了50SiMnVB钢壳体膨胀破碎形成破片的过程及破片速度、质量变化规律。研究结果表明,随着回火温度的不断升高,50SiMnVB钢壳体的破碎程度随之降低,形成破片的总数逐渐减少,但质量在1.0 g以上的有效破片数目逐渐增加,相对提高了77.4%,而不同回火温度条件对50SiMnVB钢壳体形成破片初速影响不大。     

炮弹引信炮口保险性能指标分析

炮弹引信炮口保险性能是一项重要的安全性能 ,因而其设计指标也一直是广泛关注的焦点。本文根据《引信安全性设计准则》关于延期解除保险的要求 ,运用弹丸弹道学、爆炸力学和威力设计理论 ,分别从爆炸冲击波和破片杀伤两个方面分析了弹丸安全距离的大小 ,并依此讨论了炮弹引信的炮口保险性能指标。炮弹引信炮口保险距离设计指标不但与弹丸威力有关 ,还涉及弹丸初速。而影响炮弹引信炮口保险性能指标的弹丸特性主要是破片杀伤作用。对于中大口径火炮榴弹和小口径舰炮、高炮榴弹 ,引信炮口保险指标一般可按弹径的4 0 0倍确定。对于初速较低且炸药装填量又较大的某些航炮榴弹 ,引信炮口保险指标从战术需求角度来看则应远一些 ,应达 1 5m甚至 50 m。弹头引信炮口保险距离指标应比弹底引信长 ,预制破片弹引信炮口保险距离指标应比普通榴弹引信的长     

高应变率下金属柱壳动态变形及形成破片特性研究

针对高应变率下金属柱壳动态变形及断裂响应问题,以50SiMnVB钢和40CrMnSiB钢壳体材料为研究对象,应用超高速摄影技术以及Autodyn数值模拟软件研究了壳体在高应变率下的动态变形过程。获得了壳体外壁自由面径向位移以及速度变化规律,并对回收所得破片的尺度分布规律以及断裂特性进行了分析。结果表明:壳体内部裂纹贯穿整个壁厚发生在20~25μs之间;40CrMnSiB钢壳体达到的稳定速度比50SiMnVB钢壳体提高了8.1%;试验回收所得壳体环向方向断裂形成的破片宽度变化呈正态分布,且40CrMnSiB钢壳体形成的破片质量在0.1 g以上数目比50SiMnVB钢壳体增加了49%,破碎程度更加严重。     

前向增强杀伤榴弹对人员目标杀伤威力分析

为了分析某前向增强杀伤榴弹对人员目标的杀伤威力,分别对相同结构特征参量的前向增强杀伤榴弹和普通榴弹进行了静爆试验,并建立了榴弹对人员目标的杀伤威力计算模型,以对比计算两种榴弹相同终点条件下对人员目标的杀伤威力。研究结果表明：前向增强杀伤榴弹比普通榴弹多了一个前向破片杀伤区域,使对人员目标的杀伤面积提高147.3%,有效地增强了对人员目标的杀伤威力。     

地炮榴弹杀伤威力参数的优化设计

本文通过分析影响地炮榴弹威力的因素,确定榴弹破片质量 q、破片数 N,破片飞散角α、破片飞散方位角(?)和榴弹空炸高度 H 为优化参数;用榴弹杀伤面积为目标函数.用复合形法对五个参数进行优化,然而使榴弹杀伤面积获得最大值.运用此方法对两种榴弹进行优化,杀伤面积可增加两倍多.     

地炮榴弹杀伤威力参数的优化设计

本文通过分析影响地炮榴弹威力的因素,确定榴弹破片质量q、破片数N,破片飞散角α、破片飞散方位角(?)和榴弹空炸高度H为优化参数;用榴弹杀伤面积为目标函数。用复合形法对五个参数进行优化,然而使榴弹杀伤面积获得最大值运用此方法对两种榴弹进行优化,杀伤面积可增加两倍多。     

典型榴弹自然破片质量分布的表征模型

研究典型榴弹爆炸自然破片质量分布的模型表征,为弹丸威力设计与评估等提供理论和技术支撑.基于弹丸口径、弹形结构、装药及弹体材料选择的典型性制备样弹,通过水中爆炸获得破片数量、质量数据;用5种经典破片质量分布表征模型分别对试验数据进行拟合处理,得到破片质量分布图像及拟合相关系数,据此对比分析破片质量分布表征模型的适用性和实用性.结果表明:双参数分布模型比单参数分布模型拟合精度更高、适用性更好;双参数的Weibull分布模型相比Held分布模型,既可直观反映弹体破碎性,又可直接求解有效破片数,在弹体材料选型与设计、弹丸威力设计与评估等方面具有更好的工程实用性.     

裂纹深度和韧带尺寸对K_c的影响

根据实际构件的特点，主要研究了两种弹体金属材料的非比例试件面内尺寸（α，Ｗ－α）对Ｋ＿（１ｃ）的影响及有效性评价。通过不同试件形状及尺寸的对比试验，初步认为在满足Ｂ≥２．５（Ｋ＿（１ｃ）／σ＿（０．２））￣２的条件下，裂纹深度、韧带尺寸的最低要求是：５８ＳｉＭｎ钢α≥１．７（Ｋ＿（ＩＣ）／σ＿（０．２））￣２、（Ｗ－α）≥２．０（Ｋ＿（１ｃ）／σ＿（０．２））￣２５０ＳｉＭｎＶＢ钢α≥１．６（文中讨论了材料强度级别（σ＿Ｓ／Ｅ）对试件几何尺寸限制要求的影响。     

大口径机枪枪管内膛烧蚀行为与微观机理

为进一步探究枪炮身管内膛烧蚀机理,采用扫描电子显微镜、透射电镜等方法对比分析了现用大口径枪钢30SiMn2MoV与新型长寿命枪钢MPS700V内膛烧蚀形貌与微观组织特征,在此基础上,通过促进点燃试验对比了两种枪钢烧蚀行为,揭示了枪管内膛烧蚀的组织演化规律与微观机理。寿终内膛组织分析表明,两种枪管烧蚀裂纹尖端同时形成三个区域,分别为硫化物区、氧化物区和基体区,其中氧化物区中发现熔化非晶氧化物,MPS700V的氧化物区和硫化物区厚度均小于30SiMn2MoV。烧蚀模拟实验结果表明：直径为1～10 mm的MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸下的30SiMn2MoV试样高30%以上;直径3.2 mm镀铬MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸的镀铬30SiMn2MoV高39%以上;新型长寿命枪钢MPS700V的抗烧蚀性能优于现用枪钢30SiMn2MoV。烧蚀试样组织分析表明,与寿终内膛烧蚀组织相似,两种枪钢在模拟烧蚀后均形成氧化物与树枝晶。通过对比寿终枪管内膛与促进点燃下烧蚀的热力学、动力学及组织特征,提出枪管内膛烧蚀由高温高压火药燃气下内膛表面微区发生金属燃烧导致,并建立了相应的演化...     

图像末制导炮弹射击效率分析

为指导图像末制导炮弹的后期具体运用,分析其射击效率.将图像末制导炮弹的外弹道分为无控段、中制导段及末制导段,分别对每个阶段的误差、有效幅员和命中概率进行分析,计算出不同条件下对固定和运动目标的射击命中概率及毁伤概率,并与普通榴弹和激光末制导炮弹进行对比.结果表明:在不考虑操纵手搜索发现目标的情况下,图像末制导炮弹的射击效率与距离关系不大,整体上高于激光末制导炮弹,对装甲类点目标的命中概率基本保持在0.7以上.该研究可为下阶段该弹的具体作战运用提供理论支撑.     

新型超高分子量聚乙烯膜材料防弹性能及机理

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）膜材料是近年来出现的新型防弹材料,具有与UHMWPE防弹无纬布不同的结构形式。采用1.1 g标准模拟破片、51式7.62 mm钢被甲铅芯弹和9 mm巴拉贝鲁姆铜被甲铅芯弹,对两类UHMWPE材料叠层靶片进行射击试验,研究两类材料的分子量、结晶度、力学特征以及防弹效能系数对其弹道极限v₅₀值、比吸能值和凹陷深度方面的影响,对其防弹性能进行理论分析,并结合弹着点形貌,对比研究了两类材料的防弹机理。结果表明：两类材料的分子量、结晶度、拉伸强度以及拉伸模量与其防弹性能呈正相关,较小的断裂伸长率更有利于减小凹陷深度;膜材料的条带结构更有利于材料承载应力、能量传播和能量耗散。因此,UHMWPE膜材料在弹道防护领域将具有很好的应用前景。     

双层含能药型罩K装药射流成型及侵彻性能试验

为提高含能材料形成射流对目标的侵彻深度,设计了一种基于K装药结构的Al/Ni?Cu双层含能药型罩聚能装药结构,其内层罩为无氧铜,外层罩为Al/Ni含能结构材料。分别开展了Al/Ni?Cu双层含能药型罩与Cu?Cu双层药型罩的聚能射流成型X光试验、侵彻钢锭静破甲试验和对典型混凝土靶标的侵彻威力试验。研究结果表明,双层含能药型罩K装药起爆后可形成连续射流,侵彻的钢靶和混凝土靶中有明显的开坑区形成,但射流对侵彻过程的扩孔作用不明显。Al/Ni?Cu双层含能药型罩可发挥动能和化学反应的联合侵彻毁伤效应,与Cu?Cu罩相比,在靶中形成射流堆积更少,对钢靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了20.1%和23.0%,对混凝土靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了17.2%和45.6%。     

弹体热收口过程的再结晶行为模拟

利用所建立的58SiMn钢奥氏体再结晶数学模型,对该钢制弹体在热收口过程中的再结晶行为进行了模拟;借助再结晶体积分数及晶粒尺寸变化的预测结果,解析了弹体收口后的晶粒分布。结果表明:收口上部由于温度较高且存在较大应变,促使完全动态再结晶发生并进而细化了晶粒;收口下部粗大晶粒的存在是由于该区域所发生的静态及亚动态再结晶不完全和新晶粒在保温过程中长大所致。     

纤维增强攻坚战斗部爆炸威力试验研究

为对纤维增强攻坚战斗部毁伤威力进行有效评估,对裸装药、复合材料壳体、钢质壳体装药在空气及混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了对比试验研究.试验结果表明,同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压大于钢壳体装药而低于裸装药,且不会产生破片对远距离目标的杀伤;而钢质壳体装药爆炸破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.在混凝土靶中爆炸破坏效应方面,复合材料壳体装药阻抗匹配要比钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于钢壳体装药.     

杀伤效果与小型榴弹威力设计研究

以创伤弹道学理论和试验结果为依据，从致伤效果的角度探讨了步兵面杀伤武器的威力设计问题，由于杀伤效果与破片的诸多因素中不少是很难给予明确量值的，如破片的形成与形状、有效作用距离等，故文中采用模糊寻优的方法进行寻优。     

不同壳体装药在混凝土中爆破威力初步分析

文中对碳纤维复合材料、D6A钢壳体装药在混凝土中的爆炸破坏效应进行了初步研究,并结合波阻抗原理及能量方法对不同材料壳体装药爆破进行了对比分析。理论分析表明,由于碳纤维材料与混凝土及炸药材料的波阻抗比较接近,较钢壳体更适合冲击波的传播和爆炸能量的传递,因此,碳纤维复合壳体装药对混凝土结构的破坏范围较钢壳体装药更大。