超高速碰撞天然白云石板产生光谱辐射的实验研究

为了研究深空未知物质的元素组成,利用瞬态光谱测量系统和二级氢气炮加载系统,进行了球状铝弹丸超高速碰撞天然白云石板产生光谱辐射的实验研究,得到了多组碰撞角度相同,碰撞速度不同的元素光谱图;实验结果表明：碰撞光谱的元素组成与弹靶的物质成分基本一致;不同碰撞速度所产生的碰撞光谱及特征一致,但光谱辐射强度不同,碰撞速度越高,各元素的光谱辐射强度越强;瞬态光谱测量系统和二级氢气炮加载系统是测量超高速碰撞光谱的有效手段。     

MEFP刻槽式药型罩成型过程的数值模拟

为研究刻槽式药型罩多爆炸成型弹丸(MEFP)的成型过程,应用ANSYS/LS-DYNA软件对刻槽式MEFP进行成型过程的数值模拟。对U形槽和V形槽的成型过程进行分析对比,得到弹丸速度与开槽深度关系曲线图。分析结果表明:U形槽的综合效果好于V形槽;开槽深度越大,形成的弹丸速度越大,但对气动外形也有影响,当刻槽深度为药形罩厚度的时形成的弹丸外形比较规则并具有较高的速度。     

Damage Characteristics of the Logical Chip Module Due to Plasma Created by Hypervelocity Impacts

To researching the damage characteristics of typical logical chip modules in spacecraft due to plasma generated by hypervelocity impacts,we have established a triple Langmuir probe diagnostic system and a logical chips measurement system,which were used to diagnose plasma characteristic parameters and the logical chip module’s logical state changes due to the plasma created by a 7075 aluminum projectile hypervelocity impact on the 2A12 aluminum target.Three sets of experiments were performed with the collision speeds of 2.85 km/s,3.1 km/s and2.20 km/s,at the same incident angles of 30 degrees and logical chip module’s positions by using a two-stage light gas gun loading system,a plasma characteristic parameters diagnostic system and a logical chip module’s logical state measurement system,respectively.Electron temperature and density were measured at given position and azimuth,and damage estimation was performed for the logical chip module by using the data acquisition system.Experimental results showed that temporary damage could be induced on logical chip modules in spacecraft by plasma generated by hypervelocity impacts under the given experimental conditions and the sensors’ position and azimuth.     

火箭深弹超空泡形态模拟研究

运用Fluent软件对火箭深弹的超空泡现象进行了数值模拟分析。基于结构化网格,运用k-ε湍流模型模拟火箭深弹在水下的运动过程,研究空化器规格、锥角及通气量等参数对其超空泡成型的影响。结果表明,火箭深弹形成临界超空泡时,速度越大,所需通气量越大;速度相同时,空化器直径越大,其形成临界超空泡时所需通气量越小。对比两种空化器形成的超空泡形态,应用圆盘倒截锥空化器更易控制超空泡的成型。数值计算结果与试验结果基本吻合。     

基于拉格朗日法的高速撞击自由圆柱壳穿孔效应数值模拟

针对高速撞击结构的局部化毁伤特性,利用LS-DYNA动力学程序,基于Lagrange法对弹丸高速撞击自由圆柱壳进行了数值模拟。分析自由放置圆筒在高速撞击下的穿孔效应和能量消耗、再分配关系。结果表明：随着撞击速度的增加,弹丸穿孔直径也呈线性增加;撞击速度在2.0~3.0 km/s范围内,其扩孔比为1.45~1.65,模拟结果与试验吻合较好。穿孔能量消耗随撞击速度提高而呈线性增加,其所占总能量的比例为16%~17%。自由圆柱壳变形内能随撞击速度增加而降低,更多的能量用于形成碎片云和增加碎片云的动能。     

刻槽式多爆炸成形弹丸对双层有限厚钢靶侵彻能力及后效研究

应用ANSYS/LS-DYNA软件研究了刻槽式多爆炸成形弹丸（MEFP）对双层有限厚钢靶侵彻能力及后效,得到了刻槽式MEFP战斗部对双层有限厚钢靶侵彻及后效的效果图。结果表明：装药长径比对弹丸成型后的形状影响较小,刻槽深度对弹丸成型后的形状影响显著;其他条件不变时,药型罩厚度增加使弹丸轴向速度减小,进而增加了药型罩侵彻时的侵蚀量,因此从侵彻深度角度考虑,药型罩厚度存在最优值;从整体看,刻槽深度较浅的战斗部后效较好。计算结果与试验结果基本一致。     

强冲击压电陶瓷结构的应力波传播及电压输出特性

为了研究强冲击作用下应力波在压电陶瓷复合结构（前基板-压电陶瓷-后基板）中的传播规律和压电陶瓷的电压输出特性,利用自行构建的聚偏氟乙烯（PVDF）冲击压力测试系统和压电陶瓷的电压输出测试系统并结合一级轻气炮加载系统,开展了2A12柱状铝弹丸分别以313m/s、326m/s、379m/s和397m/s的速度正碰撞压电陶瓷复合结构（不同材料的后基板）实验,采集压电陶瓷与后基板间压力传感器产生的电压信号和压电陶瓷的电压输出信号.同时,基于一维弹性波的传播理论,推导了应力波在弹体与压电陶瓷复合结构接触界面所形成的变截面问题中传播时的碰撞速度与压力峰值的计算关系式,得到了不同碰撞速度条件下压电陶瓷后表面处的应力峰值;利用压电陶瓷输出电压与冲击压力峰值间的理论计算关系式并结合Matlab编程对冲击压力的实验数据处理所得到的冲击压力峰值,计算得到了压电陶瓷的电压输出峰值.研究结果表明：通过理论计算得到的冲击压力峰值、电压输出峰值与实验测量所得结果均基本吻合;在碰撞速度接近时,后基板的材料性质（有机玻璃和铝合金）对应力脉冲峰值特征的影响显著,有机玻璃作为后基板的应力脉冲峰值高于后基板为铝合金时的应力脉冲峰值,且有机玻璃作为后基板的脉冲持续时间长于后基板为铝合金时的脉冲持续时间;压电陶瓷的电压输出峰值随冲击压力峰值的增加而增大且二者呈非线性关系.     

下潜深度对火箭深弹中部补气减阻的影响

利用Fluent软件研究下潜深度对火箭深弹阻力特性以及中部补气减阻效果的影响,通过对下潜速度和通气量两个影响因素的分析,得到下潜深度在0 ～ 200m范围内火箭深弹的阻力计算结果.结果表明,相同速度下,下潜深度越大,火箭深弹的阻力系数和表面空泡形状越小;下潜深度对中部补气的减阻效果影响较小;增大通气量,可有效地增大中部补气的减阻效果.     

超高速碰撞产生瞬态磁场的时间尺度特征

在超高速碰撞的早期阶段会产生瞬态等离子体云,等离子体云能以某种机理产生电流和磁场。在靶板表面的等离子体云中产生的非线性电子温度和电子密度梯度将产生磁场,场的持续时间从10-6s到约60s,依赖于弹丸的碰撞能量。本文利用超高速碰撞产生等离子体诱生磁场的一维理论模型,理论推导了喷出物诱生磁场的峰值,得到了碰撞喷出物膨胀过程中磁场增强、磁场衰减的时间尺度特征及磁感应强度峰值。结合超高速正碰撞实验,给出了碰撞喷出物膨胀等离子体云中瞬态磁场的时间尺度,并与理论时间尺度进行了比较,结果基本一致。     

对提高准流体安全系统交验合格率的攻关

针对某种准流体安全系统解保时间超差的问题,运用因果分析法研究发现,泄流孔结构是影响准流体安全系统解保时间的主要因素.对泄流孔结构尺寸进行的多次试验表明,在泄流孔外沿增设倒角可有效缩短安全系统解保时间.根据这一结论,指导10个批次约9万发产品的零件加工和部件装配,获得了顺利交验.解决了某型号引信多年生产交验过程中安全系统解保时间超差的问题.