夹心弹对半无限钢靶的侵彻特性

为研究夹心长杆弹在较大速度范围内的失效机理、侵彻性能及影响因素,在较大着靶速度（0.9～3.3 km/s）下开展了两种夹心弹侵彻半无限厚4340钢靶的弹道实验,并结合数值模拟方法进行了深入分析。实验和数值模拟结果表明：超高速（＞2.0 km/s）条件下,均质钨合金弹和夹心弹均呈现出显著的流体动力学侵彻特性;中低速度（0.9～1.8 km/s）条件下,均质钨合金弹始终呈现出典型的“蘑菇头”失效,而夹心弹始终呈现出“co-erosion”失效;特别地,初速为936 m/s时,1060铝外套夹心弹的失效模式由初始的“bi-erosion”在后期转变为“co-erosion”。在实验速度范围内,中低速度下,夹心弹的侵彻性能低于均质钨合金弹;而在超高速条件下,两者的侵彻性能基本一致。然而,初始入射动能相同时,夹心弹的侵彻性能显著优于均质钨合金弹;与外套材料的密度相比,其强度对夹心弹侵彻性能的影响更显著,且外套材料强度越小,弹体的侵彻性能越好。综合分析可知,进行夹心弹设计时,应优先选取密度小、强度适中的材料作为外套材料。

     

MgAlON结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能

采用反应烧结法制备了MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样,研究了不同主晶相对MgAlON单相结合相形成温度的影响及化学反应引起的体积膨胀和氧化物挥发对材料烧结的影响.结果表明:虽然用以形成MgAlON结合相的混合细粉的组成和数量都相同,但MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样中形成MgAlON单相结合相的温度是不同的,依次呈升高趋势;MgAlON结合镁质试样在烧成过程中体积显著膨胀,MgO大量挥发,烧后试样镁砂颗粒和基质结合松散,密度低,强度小;MgAlON结合刚玉试样在烧成过程中体积膨胀小,氧化物挥发少,烧后试样刚玉颗粒和基质结合紧密,密度较高,强度较大;而MgAlON结合镁铝尖晶石试样烧成过程中的体积膨胀量、氧化物挥发量,烧后试样颗粒和基质的结合程度、密度和强度都介于前两者之间.     

球形弹丸作用下钢/铝爆炸复合靶的抗侵彻性能

采用14.5 mm滑膛枪发射直径6 mm的钢质球形弹丸对双层钢/铝、3层钢/铝/钢爆炸复合靶进行侵彻实验,借助LS-DYNA3D非线性有限元程序进行数值模拟,应用固连-失效模型反映层间结合,分析了不同组合形式对靶板抗侵彻性能的影响,并对毁伤机理进行初步分析.结果表明:靶板总厚度一定时,3层靶的抗侵彻性能优于双层靶;双层...     

气氛条件下氧化铬材料的烧结性能研究

以Cr2O3微粉为原料、TiO2微粉为助烧结剂、聚乙烯醇为结合剂,通过制浆、喷雾造粒、机压和等静压二次成型制备试样,分别在埋炭和不同氧分压气氛条件下,经过1 500 ℃保温3 h烧成制得Cr2O3材料.分析了氧分压对Cr2O3材料烧结性能的影响.结果表明,在埋炭条件下,无论是否添加TiO2,均能使Cr2O3材料烧结致密.在控制气氛条件下,未添加TiO2的Cr2O3材料在不同氧分压下均未能实现致密化烧结;氧分压对添加TiO2的Cr2O3材料烧结性能影响显著,随着氧分压降低,试样的体积密度增大、显气孔率减小.在添加助烧结剂的条件下,通过调节氧分压,可以控制Cr2O3材料的烧结程度,形成晶粒发育较好、结合程度较高、气孔多呈圆形且孤立分布的致密结构.     

爆炸粉末烧结颗粒间摩擦引起的界面温升研究

 针对爆炸粉末烧结过程中颗粒间的摩擦效应提出了一种无夹角斜碰撞模型,分析了烧结过程中颗粒间摩擦力随温度的变化规律,借助于LS-DYNA有限元程序研究了冲击压力、颗粒大小、材料强度等因素对孔隙闭合时间的影响,给出了颗粒界面温升的表达式。研究结果表明,由摩擦引起的颗粒界面的温升与材料特性、颗粒度、冲击角度、冲击压力等因素有关,随材料的蓄热能力、传热能力和材料强度的增加而减小,并随着材料疏松程度、颗粒直径、冲击压力的增加而增加;在粉末颗粒直径和冲击压力不是太小的情况下,颗粒表面温度将达到材料的熔点。     

近场爆炸冲击波对屏蔽压装TNT的冲击引爆试验和仿真

为研究近场强冲击波对屏蔽装药的冲击引爆效应,通过试验和LS-DYNA3D非线性有限元计算程序对屏蔽压装TNT的冲击引爆进行研究,得到了接触爆炸时压装TNT被引爆的临界屏蔽板厚度和非接触爆炸时屏蔽压装TNT的殉爆距离,分析了非接触爆炸时屏蔽板厚度对殉爆距离的影响,并通过非线性最小二乘法拟合得到屏蔽板厚度与殉爆距离的函数关系。结果表明:数值计算结果与试验结果基本一致;接触爆炸时临界起爆的屏蔽板厚度在20～23 mm之间;屏蔽板采用3 mm厚的45钢时,非接触爆炸作用下压装TNT的殉爆距离在12～15 mm之间;非接触爆炸时殉爆距离随着屏蔽板厚度的增加而减小,当无屏蔽板时,压装TNT的殉爆距离为79 mm,当屏蔽板厚度从1 mm加大到9 mm时,殉爆距离从51 mm减为1.5 mm,被发装药的屏蔽板对冲击波有显著的防护作用。     

球形破片侵彻下钢/铝复合靶板的失效模式与吸能机理

为研究复合靶板自身结构对其防护性能的影响,针对面密度相同的两层钢/铝、三层钢/铝/钢爆炸复合板以及均质钢板,采用系列弹道实验和LS-DYNA3D非线性有限元程序分析了复合靶板在球形破片侵彻作用下的失效模式和吸能机理,讨论了靶板层数、厚度和界面结合情况对失效模式的影响。研究结果表明:较其他因素而言,界面结合状态对靶板失效模式的影响最明显,当界面结合良好时,各层靶板均发生剪切冲塞破坏,而当结合界面发生拉伸失效时,较薄的背板以延性扩孔破坏为主;随着靶板总厚度的增大,靶板更易发生剪切冲塞破坏;当靶板的面密度和总厚度分别相等时,三层复合靶板的防护性能优于双层靶板。     

黄河兰州段沿岸塑料垃圾分布特征研究

为了解黄河兰州段沿岸塑料垃圾的分布特征,在兰州黄河段选择6个采样区域,每个采样点设置3个采样点进行垃圾采集,根据采样统计数据对垃圾特征进行量化分析。结果表明：黄河兰州段沿岸以塑料垃圾为主,占垃圾总数的54.10%。距离黄河岸边越近、人口密度越大,塑料垃圾数量越多、种类越丰富,黄河南岸塑料垃圾数量高于北岸。塑料垃圾种类以食品袋为主,占总数的27.30%;重量位于0～0.5 g范围内的塑料垃圾最多,占总数的42.42%;尺寸位于0～5 cm范围内的塑料垃圾最多,占总数的33.30%;透明色塑料垃圾最多,占总数的51.52%。     

爆炸复合金属靶抗侵彻性能分析

针对弹体侵彻爆炸复合金属靶的问题,提出了用固连．失效模型反映爆炸复合板层间结合的方法。利用非线性有限元程序LS-DYNA3D对爆炸复合靶的弹道侵彻过程进行了数值模拟。结合弹击实验分析了靶板的破坏机理和吸能方式。借助于数值模拟结果定性地分析了靶板层间结合强度和厚度分布对抗侵彻性能的影响。结果表明：采用该固连-失效模型可较好地模拟爆炸复合靶在弹体侵彻下的变形过程;较硬的面板对弹丸的破坏作用和较软的背板对弹丸能量的吸收作用将使得复合板的抗侵彻性能提高;面板与背板厚度比约为2：1时抗侵彻性能最好;界面结合强度的存在也将提高复合靶的抗侵彻性能。     

一种基于侵彻能力和散布均匀性的斜向破片式战斗部设计

为了实现破片对高速运动小目标的斜向高效、均匀侵彻,根据爆轰波传播特点和爆炸驱动理论,设计了一种斜向破片式战斗部,以2mm厚Q235钢板为目标借助于数值模拟和试验考察分析了战斗部结构、起爆方式等对破片侵彻能力和散布密度、散布均匀性的影响。结果表明：破片在52.3度斜向角内对2mm厚的Q235的穿透率达96.6％,破片在该方向范围内散布均匀,三点起爆方式更有利于提高破片散布均匀性和速度一致性。