大长径比钨丝/锆基非晶材料穿甲实验研究

针对80% Vf钨丝/Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5非晶复合材料弹芯,在1300m/s~1700m/s撞击速度区间开展了侵彻30CrMnMo钢板实验研究,并与普通钨合金进行了对比。研究发现由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和铀合金的侵彻特性,主要表现在：(1)在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;(2)从弹、靶的破坏分析可知,这种复合材料在高速侵彻过程中形成自锐的同时,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤。     

分段钨丝/锆基非晶复合材料穿甲试验研究

为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,实验中采用80%体积分数、钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3mm)弹芯,在1450-2100m/s范围内,对不同方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。根据实验结果可以发现：(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据;(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也是不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在1750m/s~1800m/s和1850m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L;对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐进线变化,在速度大于1850m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L*(r_p/r_t)_1/2,约为1.5L;(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考。     

三自由度纯转动并联机构的设计及工作空间分析

介绍了一种新型的三自由度纯转动并联机构,进行了结构设计,分析了机构的运动反解和影响机构运动空间的总体约束条件。采用动平台单位法向量的终点能够到达的区域来表示机构的运动空间。以某实际尺寸为例,借助MATLAB以图形方式表示出机构的运动空间,计算出机构的最大旋转角。分析关键因素对机构运动空间及最大旋转角的影响,结果表明：当高度处于使初始杆长在中间位置,动、静平台外接圆半径相差不大时,机构具有较大的旋转角及运动空间。