基于BP神经网络和遗传算法的环形药型罩优化

环形聚能装药相比传统的聚能装药具有侵彻口径大的优势,为了得到可以形成稳定的环形聚能射流的最优环形药型罩结构,提出了一种将数值模拟结果与BP神经网络相结合,并通过遗传算法对环形药型罩进行优化设计的方法。首先,利用正交试验法对环形药型罩进行方案设计,得到各因素对环形聚能射流稳定性的重要程度,其次利用LS-DYNA软件进行数值模拟得到最初的样本数据,然后通过MATLAB软件拟合出神经网络训练所需的样本数据,接着将环形药型罩结构参数作为BP神经网络的输入,射流头部速度、射流横向速度、射流长度分别作为输出进行训练,同时将测试值作为适应度,最后结合遗传算法选择最优的环形药型罩结构参数。研究结果表明：影响环形聚能射流成形的主要因素是药型罩口径和锥顶角,次要因素为药型罩罩顶厚、内罩偏移量和外罩偏移量;当药型罩罩顶高为0.81 mm,药型罩口径为15.43 mm,罩顶角为61.89°,内罩偏移量为11.38%,外罩偏移量为14.36%时所形成的环形射流形态比正交实验所得环形聚能射流更好。     

胞元结构液态复合装甲对射流的干扰特性

为了提高坦克防护装甲的高级别防护能力,应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对射流侵彻胞元结构液态复合装甲的过程进行数值模拟.分析不同的胞元高度和靶板倾角对胞元结构液态复合装甲抗射流侵彻性能的影响,研究液体的径向汇聚和飞溅对射流的干扰情况,以及面板、背板的鼓包变形情况;并通过射流垂直侵彻液态复合装甲的剩余穿深试验,验证了数值计算模型的可靠性.研究结果表明:复合装甲内部液体的径向汇聚和飞溅都会影响射流的稳定性,降低射流的剩余侵彻能力,增加胞元高度和复合装甲的倾角都能降低射流稳定性,可有效提高液态复合装甲的防护性能.     

爆炸点火快速分离过程的理论与实验研究

为了使前级分离体达到快速分离和快速增速的目的,以满足工程应用的要求,设计了一种快速分离装置.利用爆炸点火方式点燃发射药,实现前级分离体的快速分离、发射,并应用密闭爆发器原理和内弹道理论,建立爆炸点火方式下快速分离、发射的理论模型.结合四阶龙格库塔法,对上述理论进行数值计算,得到了爆炸点火分离过程各物理参数的规律,并通过静态台架实验进行验证.结果表明,分离时间达到μm级,分离速度达到200m/s,理论计算与实验结果吻合较好.     

聚能装药超细晶纯铜药型罩性能研究

为了实现真正意义上的超细晶,利用剧烈塑性变形的方法将纯铜材料的晶粒组织进行细化.应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对粗晶纯铜药型罩和超细晶纯铜药型罩形成的射流侵彻45钢靶板过程进行数值模拟.分析晶粒尺寸对于射流断裂时间的影响,研究在不同炸高条件下,超细晶纯铜药型罩和粗晶纯铜药型罩侵彻威力的差异,以及炸高对于2种材料形成射流延展性的影响,并通过选取粗晶纯铜药型罩的最佳炸高进行静破甲试验研究,验证了数值计算结论的可靠性.研究结果表明:在炸高相同的前提下,超细晶纯铜药型罩形成的射流毁伤能力较粗晶纯铜药型罩而言,有大幅提升,说明将药型罩材料晶粒尺寸细化,是提高聚能射流破甲威力的有效手段.     

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。     

磁爆加载初始阶段薄壁金属管的冲击变形研究

通过磁爆加载初始阶段脉冲磁动力对薄壁金属管加载过程的分析,将加载过程离散为强流发生、磁场形成和冲击加载三个进程,进而建立了薄壁金属管受磁载荷冲击变形的理论模型,并在此基础上,利用MAXWELL和AU-TODYN软件联合仿真的方法研究了薄壁金属管的冲击变形特征,最后对结果进行了试验验证。研究表明:理论分析、数值仿真和试验结果吻合较好,薄壁金属管在脉冲磁动力加载下的变形趋势与其外侧包裹炸药爆炸加载的情况相似,磁动力分布及其第一峰值的时间进程直接影响薄壁金属管的最终变形。     

改进淬火压模有效控制螺旋锥齿轮淬火变形

研究了菲亚特拖拉机后桥大圆锥螺旋齿轮淬火变形规律,分析了原淬火压模存在的问题.根据齿轮淬火变形规律,把压模外压环压齿端内外直径由φ220mm、φ240mm分别增大到φ260mm、φ280mm,有效地控制了齿轮的淬火变形,使齿轮淬火合格率在95%以上.     

聚脲弹性体夹芯防爆罐抗爆性能研究

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对三种防爆罐在1.2kgTNT爆炸载荷作用下的动态响应过程进行数值模拟。研究了无夹层、聚脲弹性体夹层和橡胶夹层防爆罐的抗爆性能。分析了不同夹层对防爆罐整体变形的影响,并分析了聚脲弹性体和橡胶夹层的吸能特性。通过聚脲弹性体夹层防爆罐在爆炸载荷作用下的变形试验研究,验证了数值计算结论的可靠性。结果表明,在相同爆炸载荷作用下,无论是在变形还是在能量吸收方面,聚脲弹性体夹层防爆罐都要优于无夹层防爆罐和橡胶夹层防爆罐;冲击波在聚脲弹性体传播过程中衰减幅度最大。     

双层爆炸反应装甲作用场分析与试验研究

为了对付披挂双层爆炸反应装甲的装甲目标,有必要对双层爆炸反应装甲作用场进行系统研究。在对双层爆炸反应装甲各飞板运动规律研究的基础上,建立了双层爆炸反应装甲作用场的模型。运用该模型在不同装甲板斜置角和双层楔形角的条件下,对双层爆炸反应装甲作用场作用时间进行了研究,并利用脉冲X 光试验对上述结果进行验证。结果表明,装甲板斜置角和双层楔形角对爆炸作用场有较大的影响,在一定范围内,使作用场作用时间提高了1. 75 倍,且计算结果与试验数据吻合较好。     

旋压紫铜药型罩组织结构与力学特性试验研究

利用显微硬度HV测试、光学显微组织技术研究旋压成形紫铜喇叭罩的组织结构和力学特性。结果表明：紫铜药型罩显微硬度沿母线方向线性递增;旋压罩组织呈纤维状且发生细化,350℃保温1 h后发生再结晶,晶粒尺寸为8.5μm,纵横比为1.6,组织取向与变形组织一致。旋压紫铜药型罩可能存在较强织构、具有抗旋性。