PELE侵彻金属靶破碎效应的相似分析

为了研究横向效应增强型侵彻体（penetrator with enhanced lateral effects, PELE）侵彻金属靶板破碎效应的相似规律,选取PELE的壳体破碎长度和靶后破片散布半径作为衡量PELE破碎效应的两个物理参量,基于量纲理论对PELE破碎效应问题进行相似分析,应用AUTODYN软件开展了4组相似模型数值模拟,并进行了两组相似模型验证试验。研究结果表明：通过相似理论分析,确定了PELE破碎效应满足严格的几何相似律。在800～2 000 m/s撞击速度范围内,归一化处理的壳体破碎长度和靶后破片散布半径数值模拟结果及试验结果与几何尺寸无关,仅随撞击速度的提升呈线性增长,从而证明了PELE侵彻金属靶的破碎效应满足几何相似律。     

含有断裂缺陷的复合材料壳体的力学行为

利用湿法缠绕制备了玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料壳体,通过拉伸、双悬臂梁和三点端部开口弯曲试验对该复合材料层合板进行基本力学性能评估,得到强度和刚度参数并用于有限元模拟中。同时,在Abaqus中建立了含有不同深度断裂缺陷复合材料壳体的三维渐进损伤有限元模型,预测内压作用下壳体的力学响应。试验和模拟结果表明:复合材料主向拉伸强度为(222.7±18)MPa,弹性模量为39.39 GPa,Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性层间强度分别为(4.67±0.24)和(4.98±0.26)kJ/m~2。随着内压增大,Mises应力也不断增大;当断裂缺陷在最深层(接近内压的第一层,深度为18 mm)时,Mises应力最大;当内压为0.3 MPa时,Mises应力高达28.8 MPa,且周向应变小于纵向应变。     

延性金属材料损伤断裂微观机制

材料的层裂是武器设计中需要考虑的重要问题之一。对延性材料而言,层裂过程包括微孔洞的成核、增长和贯通3个阶段,因此认识孔洞在冲击加载下的演化过程,对研究延性断裂具有重要意义。我们以典型延性金属材料——单晶铜作为研究对象,利用分子动力学方法对孔洞演化相关问题进行了研究。     

高应变率下TC4及TC9钛合金的动态断裂

 报导了由短脉冲激光引起的应力波加载及电炮驱动Mylar膜平面飞片碰撞TC4、TC9钛合金靶的实验及数值计算研究结果。由回收靶样品的金相分析表明：在电炮驱动飞片碰撞及由激光引起的应力波加载所造成的应变率分别在10⁶ s^-1左右及10⁷ s^-1以上两种情形下，TC4、TC9钛合金的层裂特性都是以微孔洞的成核、增长、汇合为特征的韧性断裂。运用一维流体弹塑性动力学程序进行数值研究表明：成核增长NAG模型在一定程度上可以用来描述高应变率下TC4、TC9钛合金的损伤破坏特性。     

混凝土靶体预开孔对弹丸侵彻性能的影响

根据串联战斗部对混凝土目标的毁伤模式,将其前、后级的作用过程进行分解,结合前级对目标的预破坏,运用数值模拟分析了混凝土靶体预开孔对弹丸侵彻性能的影响,并通过实验进行了部分验证。结果表明:相同靶体开孔深度一定条件下,随着开孔数量的增加,弹丸的侵深逐渐增加,但当开孔数量增大到一定程度时,其对弹丸侵深的提高并不是很明显;当弹丸侵深未超过开孔深度时,随开孔数量增加,弹丸侵彻过载明显下降,而当弹丸侵深超过开孔深度后,开孔数量对弹丸侵彻过载的影响则不大。相同靶体开孔数量一定条件下,随着开孔深度的增加,弹丸的侵深逐渐增加;当弹丸侵深未超过开孔深度时,弹丸的侵彻过载出现明显的下降段,且开孔越深,下降段越长;而当弹丸侵深超过开孔深度后,开孔深度对弹丸侵彻过载的影响则不大。研究结果可为串联战斗部的前、后级优化设计提供参考。     

高温高应变率下混凝土材料的损伤演化方程

采用?74 mm大口径分离式霍普金森压杆(SHPB)对不同温度(20、200、400℃)下的C45混凝土材料进行动态力学性能实验,得到了不同温度、不同应变率下混凝土材料的应力-应变曲线。实验结果表明:在20~400℃温度范围内,混凝土材料具有温度硬化和应变率硬化现象。基于上述实验数据给出了损伤变量关于塑性应变的关系式,并通过相关实验数据确定了不同温度、不同应变率下损伤演化方程的材料参数。将该损伤演化方程应用于混凝土材料的本构关系中,预测结果与实验数据具有较好的一致性,证明了所提出的高温、高应变率下混凝土材料损伤演化方程的合理性。     

材料动力损伤的相似性

 从理论上推导了材料中空洞分布函数，阐明两种材料，Fe和Ta样品，受不同飞片速度冲击后，其空洞分布的相似性。从文献[5]中又发现，脆性材料的裂纹分布也具有同样的相似性，这说明理论分布函数可能具有普遍性。最后提出了这种性质的广阔应用前景。     

陶瓷复合靶板的抗侵彻模型

为了研究陶瓷复合靶的抗侵彻性能,在陶瓷的空腔膨胀理论中,提出了一个表征陶瓷损伤的损伤因子。基于考虑损伤的陶瓷空腔膨胀理论和金属空腔膨胀理论,并忽略靶板侧向边界的影响,根据陶瓷材料和金属材料的特点,按照弹-靶交界面处材料的不同应力状态,分4种情况进行了讨论。分别求得了4种分区下的陶瓷靶板的抗侵彻阻力,分析了影响陶瓷靶板抗侵彻阻力的材料性质。结果表明:(1)在陶瓷靶板的材料参数中,陶瓷失效后的压剪系数对靶板阻力的影响较大,而抗拉强度和抗压强度对靶板阻力的影响较小;(2)当陶瓷靶板近似为一个无限大的靶板时,其裂纹区的相对尺寸及空腔膨胀压力是一个常数。     

脉冲激光导致的固体表面损伤研究

利用扫描电镜对波长为１．０６μｍ脉宽为１０ｎｓ的Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光辐照金属Ａｌ和半导体ＧａＡｓ产生的表面形貌变化进行了观察，对不同背景气压下液体的溅射现象进行了分析。实验结果表明，液体的溅射速度和距离随着背景气压的降低而增加。在某些特定的实验条件下，在激光烧蚀ＧａＡｓ的表面上出现了等间距的波纹结构。理论分析发现，这些波纹是由横向表面声波造成的。这些周期性结构的出现与激光功率密度和背景气压密切相关。     

Analytical Derivations of Single-Particle Matrix Elements in Nuclear Shell Model

We present analytical method to calculate single particle matrix elements used in atomic and nuclear physics. We show seven different formulas of matrix elements of the operator f(r)d_r^m where f(r) = r^μ, r^μ jJ (qr), V (r) corresponding to the Gaussian and the Yukawa potentials used in nuclear shell models and nuclear structure. In addition, we take into account a general integral formula of the matrix element ＜n'l'|f(r) d _r^(m) |n l＞ that covers all seven matrix elements obtained analytically.     

杆式射流对充液防护结构的毁伤机理及影响因素的数值模拟

运用ANSYS/LS_DYNA软件分析了聚能射流对充液结构的毁伤,初步获得了药型罩壁厚和材料等参数对聚能战斗部水下作用的影响特性。药型罩壁厚在0.04D_k~0.06D_k(D_k为装药直径)之间形成的射流对充液防护结构具有较优的侵彻性能;当δ<0.04D_k时,杆流成型结构较差,在水中的动能抗衰减性能较低;δ>0.06D_k时,射流的初始动能低,靶后效果差。药型罩可采用纯铁、紫铜和钽3种材料,其中纯铁射流的侵彻能力最高,钽射流在水中的动能抗衰减性能最好,紫铜射流具有较好的综合性能。     

一种新型微孔洞损伤模型

 在前人的基础上引入单位体积微损伤个数概念,从而将宏观损伤参量与微观孔洞体积结合起来,并且在孔洞长大扩展时计入惯性效应的影响,得到了一个新的二次型微孔洞损伤演化方程,指出表面扩张效应和惯性效应分别在孔洞长大的不同阶段起主导作用,最后以921钢板撞击实验为参考,通过比较自由面速度时程曲线,得出的结果与实验相符,验证了本模型的正确性。     

Large-Scale Shell Model for Nuclear Structure and Nuclear Astrophysics Studies

The study of neutron-rich nuclei near 132Sn is interesting and important for both nuclear  structure and nuclear astrophysics. For a considerably large model space allowing cross-shell excitations, a new effective Hamiltonian is determined by employing the extended pairing-plus-quadrupole model with monopole corrections. Calculations for two mass regions, for the north-east quadrant of 132Sn with Z > 50 and N > 82 and for the south-west quadrant with Z < 50 and N < 82, have been performed recently. The structure of these nuclei is analyzed in detail, and the role of the monopole corrections canbe clearly seen.     

SD对壳模型: 偶偶Pt核低激发态性质

利用SD对壳模型讨论了偶偶Pt核低激发态的集体性质. 结果发现在该模型下, 利用一个仅含有3个参数的哈密顿量, 可以很好地再现偶偶Pt核低激发谱的集体性质.     

Shell Model for Elastic and Thermodynamic Properties of Gallium Nitride with Hexagonal Wurtzite Structure

Shell model molecular dynamic simulation with interatomic pair potential is utilized to investigate the elastic and thermodynamic properties of gallium nitride with hexagonal wurtzite structure （w-GaN） at high pressure. The calculated elastic constants Cij at zero pressure and 300 K agree well with the experimental data and other calculated values. Meanwhile, the dependences of the relative volume V/Vo, elastic constants Cij, entropy S, enthalpy H, and heat capacities Cv and Up on pressure are successfully obtained. From the elastic constants obtained, we also calculate the shear modulus G, bulk modulus B, Young＇s modulus E, Poisson＇s ratio v, Debye temperature ΘD, and shear anisotropic factor Ashear on pressures.     

Shell effect and capture cross sections in the synthesis of superheavy nuclei

The shell effect is included in the improved isospin dependent quantum molecular dynamics model in which the shell correction energy of the system is calculated by using the deformed two-center shell model.A switch function is introduced to connect the shell correction energy of the projectile and the target with that of the compound nucleus during the dynamical fusion process.It is found that the calculated capture cross sections reproduce the experimental data quantitatively at the energy near the Coulomb...     

延性材料动态拉伸断裂早期连通过程的逾渗描述

 借鉴逾渗理论,提出了新的应力松弛函数,简称PR函数（Percolation-Release Function）,用以描述断裂发生前由于微孔洞连通而引起的快速应力松弛过程,具有较为明确的物理意义。通过其与损伤度函数模型进行耦合,对无氧铜和45钢平板撞击层裂进行了数值模拟。结果表明：数值计算不仅有效地再现了界面的应力历史和自由面速度历史,而且再现了靶中的损伤分布;新的逾渗松弛函数具有较好的适用性。