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冲塞载荷下浇注炸药局域化变形流动-点火响应模拟
1
作者 盛星宇 杨昆 +3 位作者 路一鸣 吴艳青 段卓平 黄风雷 《含能材料》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
针对浇注炸药冲塞安全性评价试验中装药变形与点火响应机制不清的问题,发展了浇注PBX炸药粘弹粘塑性变形-多热点竞争点火模型,考虑微裂纹摩擦,微孔洞塌缩、局部粘性剪切流动生热等多种热点机制,开展了冲塞撞击下浇注炸药宏细观流变-点... 针对浇注炸药冲塞安全性评价试验中装药变形与点火响应机制不清的问题,发展了浇注PBX炸药粘弹粘塑性变形-多热点竞争点火模型,考虑微裂纹摩擦,微孔洞塌缩、局部粘性剪切流动生热等多种热点机制,开展了冲塞撞击下浇注炸药宏细观流变-点火响应模拟,获取了不同落高、冲塞长度与冲塞形状下炸药装药压力、剪切流动与点火响应规律。结果表明:冲塞撞击下装药点火响应过程由压力与剪切应变率共同驱动,两者在高位重叠时,其所导致的局部粘性剪切流动为主导热点机制。相同冲塞直径下,较大的冲塞长径比会诱发冲塞上方装药产生更高压力与剪切流动,伴随更长的冲塞作用时间,形成较大的冲量,使得装药点火更易发生,点火临界高度降低。相较于平头冲塞,卵形头冲塞会显著降低装药的点火临界高度。研究结果可为穿刺式低速长脉冲机械刺激下浇注炸药点火响应及其细观机制解读、异物刺入下弹药跌落安全性评价及数值计算表征方法构建提供技术支撑。 展开更多
关键词 冲塞试验 浇注炸药 宏细观模型 局域化流动-点火 数值模拟
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混凝土靶体尺寸对弹体侵彻响应影响研究
2
作者 柳蕴韶 张方举 +1 位作者 徐伟芳 陈军红 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第3期1-7,共7页
为了获取混凝土靶尺寸对弹体侵彻响应的影响规律,以确定可忽略边界效应的最小靶弹直径比。利用有限元分析方法,开展了不同尺寸混凝土靶340 m/s高速侵彻条件下的数值模拟分析,获得了弹体加速度、侵深等随靶弹直径比的变化规律。利用25 m... 为了获取混凝土靶尺寸对弹体侵彻响应的影响规律,以确定可忽略边界效应的最小靶弹直径比。利用有限元分析方法,开展了不同尺寸混凝土靶340 m/s高速侵彻条件下的数值模拟分析,获得了弹体加速度、侵深等随靶弹直径比的变化规律。利用25 mm口径火炮,开展了靶弹直径比分别为10、15、20和30的C40混凝土靶340 m/s速度下的侵彻实验,对侵深随靶弹直径比的变化规律进行了实验验证。随着靶弹直径比增加,靶体边界对弹体侵彻响应影响和混凝土靶的整体破坏程度减弱,弹体侵深逐渐减小并趋于稳定,靶弹直径比为15时侵深与半无限大靶的侵深差别小于5%。C40混凝土在1马赫侵彻速度下,可忽略边界影响的最小靶弹直径比为15。 展开更多
关键词 高速侵彻 混凝土靶 靶弹直径比 侵深
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刚性弹侵彻舰船加筋板结构的弹道偏转规律分析
3
作者 唐尧 郑宇珑 +1 位作者 黄诗麒 张舵 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第3期8-16,共9页
基于数值仿真,对舰艇加筋板结构的抗侵彻过程和不同加筋结构对弹体偏转姿态的影响进行研究。应用LS-DYNA有限元软件,将数值仿真结果与弹体侵彻加筋板的实验结果进行对比,验证数值仿真方法的可靠性。研究表明,弹体垂直侵彻时,根据加筋板... 基于数值仿真,对舰艇加筋板结构的抗侵彻过程和不同加筋结构对弹体偏转姿态的影响进行研究。应用LS-DYNA有限元软件,将数值仿真结果与弹体侵彻加筋板的实验结果进行对比,验证数值仿真方法的可靠性。研究表明,弹体垂直侵彻时,根据加筋板结构破坏过程与能量变化情况可划分为4个侵彻阶段;斜侵彻时,加筋根部存在高敏感区,弹体偏转方向的反转在此区域发生。侵彻单层加筋板时,弹体偏转的核心机制是加筋与弹体的非对称接触导致的横向受力失衡;侵彻多层加筋板时,层间飞行过程与横舱壁的存在使弹体偏转进一步增大。相关研究结果在舰艇防护设计和毁伤评估等领域具有一定参考价值。 展开更多
关键词 加筋板 “T”形筋 弹体偏转 横舱壁 数值仿真
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基于D型战斗部的目标空间交会模型构建与仿真
4
作者 张壮壮 张冬梅 +2 位作者 宁罗银 何隆 张宇 《航空兵器》 北大核心 2026年第1期74-83,共10页
随着D型定向战斗部在先进防空导弹中的广泛应用,提升其对高速机动目标的毁伤效能、优化引战配合并有效识别毁伤区域成为关键问题。本文建立了战斗部与战机的交会解析模型,提出一种侵彻轮廓识别算法。通过分析破片的空间分布和速度矢量,... 随着D型定向战斗部在先进防空导弹中的广泛应用,提升其对高速机动目标的毁伤效能、优化引战配合并有效识别毁伤区域成为关键问题。本文建立了战斗部与战机的交会解析模型,提出一种侵彻轮廓识别算法。通过分析破片的空间分布和速度矢量,并结合弹目交会解析关系,搭建了Autodyn-Matlab联合仿真平台。该平台的仿真结果与有限元分析高度吻合,破片初碰战机时间误差仅为1.9%,表明该平台适用于对其弹目交会过程开展高效仿真分析。在轮廓识别算法实现中,首先将破片碰撞点投影至二维平面并采用凸包算法进行包裹;继而应用Möller-Trumbore算法将该轮廓反投影至战机模型表面;最终融合碰撞点数据对曲面进行修正与优化,从而有效识别破片群的撞击轮廓。与传统包裹算法相比,本方法更为简便,能够高效处理D型战斗部破片对战机的毁伤区域识别问题,为战机毁伤评估与战斗部威力分析提供可靠依据。 展开更多
关键词 高速碰撞动力学 D型战斗部 弹目交会 Autodyn-Matlab联合仿真 破片轮廓识别算法
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核壳式复合活性破片对间隔靶的毁伤效应
5
作者 薛建锋 赵旭峰 +3 位作者 皮爱国 许红浩 原黎明 万斯奇 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第1期152-166,共15页
为提升氟聚物基活性破片的毁伤效率,拓展其应用范围,研制了一种“核壳”式复合结构活性破片,该破片采用湿混法,引入碳纤维增强基体材料的强度,采用特定的烧结条件,制备了PTFE/Al/CF钨粉和PTFE/Al/CF钨球2种试样,并开展了相应的基本力学... 为提升氟聚物基活性破片的毁伤效率,拓展其应用范围,研制了一种“核壳”式复合结构活性破片,该破片采用湿混法,引入碳纤维增强基体材料的强度,采用特定的烧结条件,制备了PTFE/Al/CF钨粉和PTFE/Al/CF钨球2种试样,并开展了相应的基本力学性能试验。通过2种结构破片侵彻3 mm+3 mm+2 mm+2 mm多层间隔铝靶试验,采用Python自编的源程序对试验数据进行自动处理,获得了各层靶板的穿孔面积、变形体积以及反应光强总量,对比分析了不同速度和约束条件下多层间隔靶的毁伤特征差异。结果表明:“核壳”式破片侵彻能力更强,低速可穿透4层靶板,但穿孔面积较小,穿孔直径约为0.95倍破片直径;均质破片穿孔面积更大,但侵彻能力较弱,穿孔直径约为1.21倍破片直径,高速条件下只能穿透3层靶板;钢壳约束显著提升了破片的穿孔和侵彻能力。破片的主要活性反应发生在与第2层靶的撞击过程中,但其释能反应对穿孔效应的促进作用有限,毁伤特征差异主要取决于破片的力学特性。 展开更多
关键词 爆炸力学 核壳式复合活性破片 间隔靶 毁伤效应
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超高速武器战斗部侵彻效能分析与混凝土遮弹层设计
6
作者 吴昊 岑国华 程月华 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第3期136-151,共16页
随着超高速武器的飞速发展,开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对超高速武器战斗部打击普通强度混凝土(normal strength concrete,NSC)、超高性能混凝土(ultra-high ... 随着超高速武器的飞速发展,开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对超高速武器战斗部打击普通强度混凝土(normal strength concrete,NSC)、超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和刚玉块石混凝土(corundum rubble concrete,CRC)3种典型遮弹层问题,首先,通过对比钢/钨合金弹体侵彻3种靶体试验和数值仿真结果,验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺寸和材料模型参数取值等的可靠性;然后,基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略,建立了适用于原型工况分析的数值仿真分析方法;最后,在Ma为3~8工况下,开展了对AGM-183A超高速武器战斗部侵彻3种遮弹层的数值模拟。结果表明:AGM-183A超高速武器战斗部分别以Ma=4、Ma=4和Ma=3侵彻NSC、UHPC和CRC遮弹层的极限侵彻深度分别为4.26、3.74和1.00 m,侵彻速度继续增大时,弹体弧柱交接处因局部应力集中发生断裂等结构失稳现象,导致侵彻效能下降。与常规声速钻地武器战斗部SDB、WDU-43/B和BLU-109/B侵彻爆炸破坏深度相比,AGM-183A侵彻NSC遮弹层的深度分别达到3.2、1.6和1.8倍,侵彻UHPC遮弹层的深度分别达到4.7、2.1和2.2倍,侵彻CRC遮弹层的深度分别达到3.4、1.3和1.5倍。3种遮弹层抗AGM-183A超高速武器战斗部侵彻的建议设计厚度分别为8.01、7.03和1.88 m,UHPC相对NSC遮弹层的抗超高速侵彻能力提升不明显,CRC遮弹层可以有效兼顾抵抗常规声速和超高速战斗部打击,建议设计时优先采用。 展开更多
关键词 超高速 AGM-183A 混凝土遮弹层 防护设计 刚玉块石混凝土
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超空泡射弹对水下典型金属靶侵彻特性的数值研究
7
作者 王禹 张欣尉 +2 位作者 杨明 常人九 郭俊廷 《船舶力学》 北大核心 2026年第3期463-476,共14页
为探究超空泡射弹对水下耐压结构的毁伤特性,本文开展了12.7 mm超空泡射弹在不同速度下撞击典型靶(无筋曲靶和加筋曲靶)的仿真研究。本研究基于实验结果验证了仿真模型的可靠性,详细分析了全水下侵彻的弹道响应特性,揭示了水下侵彻无筋... 为探究超空泡射弹对水下耐压结构的毁伤特性,本文开展了12.7 mm超空泡射弹在不同速度下撞击典型靶(无筋曲靶和加筋曲靶)的仿真研究。本研究基于实验结果验证了仿真模型的可靠性,详细分析了全水下侵彻的弹道响应特性,揭示了水下侵彻无筋曲靶的损伤机理,并阐明了弹-靶的动态响应关系和加筋结构的抗侵彻特性。结果表明:相较于无筋曲靶,加筋曲靶最薄弱的无筋部位的弹道极限速度提高了3.1%,流体载荷挤压所致的表面凹陷面积减小了27.3%,随着射弹速度增大,两种典型金属靶的侵前吸能比均有不同程度的增长,但无筋曲靶的侵前吸能比上升速率更快。在相同射弹速度下,加强筋有效抑制了加筋曲靶的整体变形,但其裂纹生长耗能比无筋曲靶更大,因此裂纹沿靶厚方向的扩展深度也更大。射弹速度越大,两种典型靶的孔周裂纹延伸范围均越小,说明射弹速度的上升降低了靶板的裂纹生长耗能。研究结果可为水下耐压结构设计提供参考。 展开更多
关键词 超空泡射弹 加筋曲靶 水下侵彻 损伤机理 抗侵彻特性
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高强度合金钢抗侵彻性能的关键力学参数研究
8
作者 朱擎 李述涛 +4 位作者 马上 陈叶青 杨建超 王晓峰 高伟亮 《力学学报》 北大核心 2026年第3期720-737,共18页
高强度合金钢-混凝土复合结构在抵御钻地武器打击方面具备极为优异的防护效能,是未来极具发展潜力的防护结构形式.针对复合结构中合金钢材料抗侵彻性能关键力学参数尚不明确的问题,本文首先围绕力学参数与抗侵彻性能的关联性开展理论分... 高强度合金钢-混凝土复合结构在抵御钻地武器打击方面具备极为优异的防护效能,是未来极具发展潜力的防护结构形式.针对复合结构中合金钢材料抗侵彻性能关键力学参数尚不明确的问题,本文首先围绕力学参数与抗侵彻性能的关联性开展理论分析,重点厘清强度、韧性在弹体冲击合金钢过程中的作用机制,并针对局部侵入效应提出理论分析判据;随后以合金钢的强度与冲击韧性作为核心力学指标,制备并筛选出9类具有不同强度和韧性组合的合金钢,构建试验对照组.在此基础上,开展动静态力学性能试验与对照侵彻试验,通过对比分析不同力学性能合金钢的侵彻试验结果,明确影响合金钢抗侵彻性能的关键力学参数.研究结果表明:强度决定合金钢是否发生局部侵入,韧性保障钢板在冲击作用下的结构完整性,二者的合理匹配对提升抗侵彻性能至关重要.同时,提出合金钢抗侵彻的关键力学参数指标,即合金钢屈服强度需大于弹体材料屈服强度的60%,冲击功KU_(2)不小于50 J.该研究成果可为高强度合金钢-混凝土复合结构的材料选型与工程设计提供理论依据和试验支撑. 展开更多
关键词 合金钢 抗侵彻 力学参数 强度 韧性
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6061铝合金的静动态力学性能和弹道行为
9
作者 冯治建 胡孟磊 张雪峰 《高压物理学报》 北大核心 2026年第3期38-48,共11页
铝合金具有优异的力学性能,被广泛应用于航空航天、船舶及高新领域,其服役时常需承受动态冲击载荷,研究其在动态加载下的力学响应具有重要的理论和工程意义。以6061铝合金为研究对象,通过系统的实验测试和数值模拟深入研究其静、动态力... 铝合金具有优异的力学性能,被广泛应用于航空航天、船舶及高新领域,其服役时常需承受动态冲击载荷,研究其在动态加载下的力学响应具有重要的理论和工程意义。以6061铝合金为研究对象,通过系统的实验测试和数值模拟深入研究其静、动态力学性能及弹道响应特性。实验结果表明,在0.001~3800 s^(-1)应变率范围内,6061铝合金表现出显著的应变率强化效应,流动应力随应变率的提高而显著增大,增幅达18.5%,但其应变硬化行为在不同应变率下保持相对稳定。基于最小二乘法标定的Johnson-Cook本构模型参数能够准确描述材料在不同应变率下的力学响应。弹道实验研究表明,球形弹丸侵彻6061铝合金靶板的弹道极限为282.6 m/s,且残余速度与入射速度在超弹道极限条件下呈良好的线性关系。靶板失效形貌分析揭示了其破坏模式与冲击速度的关系:低速冲击下主要表现为复合应力主导的整体变形,而高速侵彻时则以局部剪切破坏为主。建立有限元模型复现实验观测的弹道响应和破坏模式,验证了拟合的本构模型参数和数值方法的可靠性。采用经过实验验证的有限元模型,对不同直径球形弹丸侵彻6061铝合金靶板的弹道响应进行研究,在弹丸直径为10、8、6 mm时,靶板的弹道极限速度分别为283、392、443 m/s。因此,当靶板厚度不变时,弹丸质量越小,靶板的弹道极限速度越高。研究结果为6061铝合金在冲击载荷条件下的工程应用提供了重要的理论依据和实验数据支撑。 展开更多
关键词 6061铝合金 动态力学性能 Johnson-Cook本构模型 弹道极限
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弹体斜侵彻多层间隔加筋板姿态偏转机理研究
10
作者 唐尧 郑宇珑 +2 位作者 冉宪文 甘孝伟 张舵 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期45-52,共8页
针对弹体斜侵彻多层间隔加筋板时的姿态偏转问题,采用数值仿真与理论分析相结合的方法,研究了弹体在侵彻过程中的弹道偏转机理,量化了不同弹体外形参数对偏转行为的影响。结果表明,侵彻加筋板时弹体头部接触加强筋进而产生偏转力矩,弹... 针对弹体斜侵彻多层间隔加筋板时的姿态偏转问题,采用数值仿真与理论分析相结合的方法,研究了弹体在侵彻过程中的弹道偏转机理,量化了不同弹体外形参数对偏转行为的影响。结果表明,侵彻加筋板时弹体头部接触加强筋进而产生偏转力矩,弹体尾部贯出时面板提供反向力矩抑制弹体旋转;引入基于“梁”理论的弹靶接触力模型,结合微分面力法计算偏转力矩对弹道预测结果误差小于20%;提高CRH(弹头曲率半径与弹体直径比值)更易穿透加筋板,但当CRH大于3时弹体稳定性显著降低,弹道更易提前失稳;弹体长径比的提升可增加弹尾与加筋板接触时间来抑制偏转,长径比达到4时弹体偏转角显著降低。相关研究结果可为战斗部抗偏转设计提供了理论与数据支撑。 展开更多
关键词 侵彻 间隔加筋板 弹道偏转 弹体外形 数值仿真
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超高速撞击条件下混凝土靶体内应力波的测量和分析 被引量：2
11
作者 钱秉文 周刚 +4 位作者 陈春林 马坤 李艺烁 高鹏飞 尹立新 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期128-139,共12页
为探究超高速撞击条件下混凝土靶内的应力波特性,建立了基于PVDF(polyvinylidene difluoride)压电应力计的应力波测试系统,研究了PVDF压电应力计的标定方法,测量了克级柱形93W钨合金弹体超高速撞击条件下混凝土靶体内的应力波形,并利用... 为探究超高速撞击条件下混凝土靶内的应力波特性,建立了基于PVDF(polyvinylidene difluoride)压电应力计的应力波测试系统,研究了PVDF压电应力计的标定方法,测量了克级柱形93W钨合金弹体超高速撞击条件下混凝土靶体内的应力波形,并利用数值模拟方法分析了应力波的产生和传播机制。结果表明:PVDF压电应力计的动态灵敏度系数为(17.5±0.5)pC/N;信噪比高的超高速撞击条件下实验测量的混凝土靶内的应力波形与数值模拟结果吻合较好,模拟和实验获得的应力波峰值的最大偏差不超过20%。 展开更多
关键词 超高速撞击 应力波 PVDF 钨合金弹 混凝土靶 二级轻气炮
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两种材料结构弹体高速侵彻钢筋混凝土靶实验研究 被引量：1
12
作者 王可慧 孟龙 +5 位作者 李明 邹慧辉 吴海军 戴湘晖 段建 周刚 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第12期138-149,共12页
设计了2种不同材料的结构弹,以203 mm平衡炮为发射平台,开展了11 kg级弹体在1 400 m/s速度段侵彻钢筋混凝土靶的实验研究。基于实验结果,对侵彻弹体进行了宏微观结构表征,探究了不同材料弹体在高速侵彻下的侵蚀机理,分析了壳体材料对弹... 设计了2种不同材料的结构弹,以203 mm平衡炮为发射平台,开展了11 kg级弹体在1 400 m/s速度段侵彻钢筋混凝土靶的实验研究。基于实验结果,对侵彻弹体进行了宏微观结构表征,探究了不同材料弹体在高速侵彻下的侵蚀机理,分析了壳体材料对弹体侵彻效应的影响。结果表明:在实验速度段,弹体材料主导弹体的侵蚀变形,材料强度越高,抗冲击压缩性能越强,弹体头部的侵蚀越小;材料的抗剪和耐磨性越好,弹身的磨蚀越少。高速侵彻条件下,锥形结构弹体的质量损失主要集中在弹身部分。弹体头部的侵蚀和墩粗在一定程度上会降低弹体的侵彻深度,弹体头部侵蚀程度越低,侵彻深度越高,其中,DT1900实验弹的极限侵彻深度可达9倍弹长。 展开更多
关键词 结构弹体 高速侵彻 钢筋混凝土 侵蚀 侵彻深度
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弹体高速侵彻花岗岩靶体的结构响应特性 被引量：6
13
作者 韩明海 刘闯 +2 位作者 李鹏程 刘子涵 张先锋 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期102-122,共21页
为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初... 为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初始条件对弹体结构响应的影响规律。研究结果表明:弹体非正侵彻花岗岩靶体时,易发生弯曲和断裂;弹体头尾部所受非对称力是影响弹体响应特性的主要因素,弹体的变形破坏程度由弹体头尾部角速度差峰值大小决定;随着攻角的增大,弹体弯曲程度线性增大,攻角增大到8°时,弹体发生断裂;随着着角的增大,弹体弯曲程度先增大后减小再增大,着角为15°时,弹体弯曲程度最小,着角达到30°时,弹体发生断裂;与着角相比,攻角对弹体结构响应行为的影响更显著;攻角与着角联合作用时,着角的引入会增大弹体临界断裂正攻角,负攻角会削弱弹体抵抗弯曲变形和断裂的能力;撞击速度高于1600 m/s时,弹体撞击速度成为弹体产生不同响应行为的主控因素。 展开更多
关键词 弹体 侵彻 岩石靶 结构响应
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变截面弹体斜侵彻两层间隔钢靶弹道特性 被引量：6
14
作者 蒋腾 武海军 +3 位作者 邓希旻 全鑫 董恒 黄风雷 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期190-205,共16页
为研究变截面弹体斜侵彻两层间隔钢靶时结构特征对弹道特性的影响规律,开展椭圆等截面、椭圆变截面弹体在1020 m/s初速、5°着角条件下斜侵彻两层间隔钢靶实验,结合数值模拟对比圆等截面、椭圆等截面、圆变截面和椭圆变截面弹体在... 为研究变截面弹体斜侵彻两层间隔钢靶时结构特征对弹道特性的影响规律,开展椭圆等截面、椭圆变截面弹体在1020 m/s初速、5°着角条件下斜侵彻两层间隔钢靶实验,结合数值模拟对比圆等截面、椭圆等截面、圆变截面和椭圆变截面弹体在斜侵彻钢靶过程中的弹道轨迹、速度、偏转角、纵向位移和纵向加速度的变化情况,揭示变截面弹体结构特征影响弹道稳定性的物理机制。研究结果表明:当弹体初始撞击速度较大、弹肩处横截面面积一致及变截面角度在0°~2.5°范围内时,不同横截面形状和变截面角度弹体在斜侵彻两层间隔钢靶过程中的速度变化差异很小;对于变截面弹体,可以通过改变变截面结构特征找到一个使得弹体贯穿首层靶板后纵向位移基本为零的临界变截面角度;不同横截面形状的变截面弹体受变截面角度对贯穿钢靶后纵向运动、姿态偏转的敏感程度不同,横截面形状的长短轴之比越大,变截面角度对偏转角速度的影响越大;变截面角度会影响弹体穿靶过程中的受力方向,可能导致弹体受力出现反转现象。相关研究对变截面弹体结构特征参数的优化、变截面弹体斜侵彻两层间隔钢靶弹道特性预测具有较好的指导价值。 展开更多
关键词 变截面弹体 结构特征 弹道特性 斜侵彻 间隔钢靶
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侵彻和爆炸作用下地铁结构毁伤破坏效应的数值模拟 被引量：2
15
作者 王银 孙杰 +5 位作者 翟永超 孙留洋 姜雅婷 宗香华 杨涛春 谢群 《高压物理学报》 北大核心 2025年第3期84-98,共15页
以济南轨道交通7号线“水屯北路站”为例,基于LS-DYNA软件中的流-固耦合和完全重启动算法,开展了地铁结构由外及内的钻地弹先侵彻后爆炸以及由内及外的大当量TNT装药内部爆炸作用下结构毁伤破坏效应的数值模拟。首先,对已有弹体先侵彻... 以济南轨道交通7号线“水屯北路站”为例,基于LS-DYNA软件中的流-固耦合和完全重启动算法,开展了地铁结构由外及内的钻地弹先侵彻后爆炸以及由内及外的大当量TNT装药内部爆炸作用下结构毁伤破坏效应的数值模拟。首先,对已有弹体先侵彻后爆炸一次打击试验进行了数值模拟,验证了数值建模方法和材料模型参数选取的准确性。在此基础上,建立了3种由外及内的先侵彻后爆炸和3种由内及外的内爆炸三维数值模型,分析了地铁结构损伤破坏模式和对人员及附属构件的毁伤情况。数值模拟结果表明:钻地弹在地铁站上方先侵彻后爆炸作用时,地铁结构的损伤破坏模式为局部损伤;地铁结构内部爆炸时,超压峰值在爆炸近区衰减较快,在爆炸中远区衰减较慢。研究结果可为进一步探究内爆炸作用下地铁结构径向和法向冲击波传播衰减规律提供参考。 展开更多
关键词 侵彻 爆炸 地铁结构 毁伤破坏
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椭圆类截面弹体侵彻多层间隔钢靶的弹道特性 被引量：3
16
作者 杨士林 高旭东 +1 位作者 张先锋 王晓锋 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第3期120-136,共17页
为了研究椭圆类截面弹体侵彻多层间隔钢靶的弹道特性,开展了典型弹体侵彻多层间隔Q355B钢靶试验,基于LS-DYNA软件开展有限元仿真研究,得到了弹体在侵彻过程中的姿态偏转和弹道参数,分析了弹体的偏转机制,获得了截面形状、截面压缩系数... 为了研究椭圆类截面弹体侵彻多层间隔钢靶的弹道特性,开展了典型弹体侵彻多层间隔Q355B钢靶试验,基于LS-DYNA软件开展有限元仿真研究,得到了弹体在侵彻过程中的姿态偏转和弹道参数,分析了弹体的偏转机制,获得了截面形状、截面压缩系数、初速、滚转角和着角等弹靶参数对椭圆类截面弹体侵彻弹道特性和姿态偏转特性的影响规律。研究结果表明:滚转角为0°时,圆截面弹体侵彻弹道的稳定性优于椭圆类截面弹体;弹体截面压缩系数越大,弹体侵彻弹道稳定性越好;弹体初速越大,弹体姿态偏转越小,侵彻弹道越平稳;滚转角为90°时,椭圆截面和非对称椭圆截面弹体在入射平面内的侵彻弹道最稳定,并且两种弹体在水平面内的弹道偏移量分别在滚转角为45°和90°时达到最大,非对称椭圆截面弹体在滚转角为钝角时的侵彻弹道稳定性优于锐角时的情况;弹体着角在[0°,50°]范围内时,侵彻弹道稳定性随着角的增大先减弱后增强,着角在30°左右时姿态偏转和弹道失稳最严重;弹体以较正姿态贯穿薄钢靶时,在弹头部侵彻阶段就已经与靶体分离;弹体以较大攻角贯穿薄钢靶时,弹靶接触主要发生在弹体的上表面。 展开更多
关键词 椭圆类截面弹体 多层间隔钢靶 侵彻弹道 姿态偏转
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钨纤维增强金属玻璃复合材料的长杆弹斜侵彻/穿甲性能 被引量：2
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作者 章浪 赵丰鹏 +2 位作者 张钰忠 邓勇军 李继承 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第3期105-119,共15页
基于钨纤维和金属玻璃基体的实际分布特性,建立复合材料弹体的细观有限元几何模型,采用修正的热力耦合本构模型来描述金属玻璃基体的高强度和高剪切敏感性,结合相关的斜侵彻/穿甲试验,开展复合材料长杆弹斜侵彻/穿甲钢靶的三维有限元模... 基于钨纤维和金属玻璃基体的实际分布特性,建立复合材料弹体的细观有限元几何模型,采用修正的热力耦合本构模型来描述金属玻璃基体的高强度和高剪切敏感性,结合相关的斜侵彻/穿甲试验,开展复合材料长杆弹斜侵彻/穿甲钢靶的三维有限元模拟,与钨合金弹进行对比分析,讨论弹靶变形和破坏特征,分析了撞击倾角、撞击速度等因素对复合材料弹体侵彻/穿甲“自锐”行为以及弹道特征的影响。结果表明,在斜侵彻/穿甲条件下,由于弹体头部受力的非对称特征,弹头逐渐锐化为非对称的尖头构型,同时弹道偏转,复合材料弹体的“自锐”性能以及侵彻/穿甲能力下降。撞击速度对斜侵彻/穿甲条件下弹体的“自锐”特征及弹道行为有显著影响,低速撞击条件下,撞击倾角越大,弹体侵彻性能越弱;当倾角增大到50°时,撞击速度小于900m/s的弹体均难以有效侵彻靶板;倾角进一步增大时,弹体容易跳飞。 展开更多
关键词 钨纤维增强金属玻璃复合材料 斜侵彻 穿甲 自锐 弹道特征 有限元模拟
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含泡沫铝吸能层的复合防爆墙的抗爆性能 被引量：1
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作者 牛怡宁 吴越 +1 位作者 王天根 李淦 《高压物理学报》 北大核心 2025年第10期59-71,共13页
为研究泡沫铝吸能层对混凝土防爆墙抗爆性能的影响,采用LS-DYNA有限元软件模拟含泡沫铝吸能层复合防爆墙的抗爆动态响应,分析泡沫铝夹芯板结构参数、泡沫铝相对密度、爆炸载荷强度对其压缩变形规律和抗爆性能的影响。结果表明:在承受爆... 为研究泡沫铝吸能层对混凝土防爆墙抗爆性能的影响,采用LS-DYNA有限元软件模拟含泡沫铝吸能层复合防爆墙的抗爆动态响应,分析泡沫铝夹芯板结构参数、泡沫铝相对密度、爆炸载荷强度对其压缩变形规律和抗爆性能的影响。结果表明:在承受爆炸载荷作用时,复合防爆墙主要通过前面板局部弯曲变形和芯层塑性压溃变形吸收爆轰波能量;复合防爆墙的抗爆性能与芯层厚度呈正相关,与面板厚度呈负相关,但面板过薄时会因强度不足出现局部破裂失效;随着泡沫铝相对密度的增大,防爆墙的抗爆性能先显著提升后趋于平缓,当相对密度超过临界阈值后,材料波阻抗梯度降低,致使其防护效能显著削弱;7.5 kg装药、爆距为50 cm的爆炸加载条件下,芯层厚度6 cm、面板厚度0.5 cm、泡沫铝相对密度44%时能充分发挥材料的吸能特性,此时芯层的压缩比为73.3%,复合防爆墙的削波系数为77.5%;随着爆炸载荷增加,复合防爆墙的削波系数呈现“强化-平衡-失稳”的变化趋势。研究结果可为泡沫铝在抗爆防护中的应用提供参考。 展开更多
关键词 爆炸冲击波 泡沫铝吸能层 复合防爆墙 抗爆性能
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椭圆截面弹体侵彻多层混凝土靶的数值仿真 被引量：2
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作者 薛颖杰 陈智刚 +3 位作者 杨芮 崔晋 康彦姝 付建平 《中北大学学报(自然科学版)》 2025年第1期35-44,共10页
为研究椭圆截面弹体侵彻多层间隔混凝土靶的稳定性是否优于传统等截面的圆截面尖卵形弹体,采用优化后的椭圆截面弹体与对照弹(圆截面尖卵形弹体)以初速为700~1100 m/s侵彻5层混凝土靶板,分析其过载与弹体所受的应力大小,并提取两种弹形... 为研究椭圆截面弹体侵彻多层间隔混凝土靶的稳定性是否优于传统等截面的圆截面尖卵形弹体,采用优化后的椭圆截面弹体与对照弹(圆截面尖卵形弹体)以初速为700~1100 m/s侵彻5层混凝土靶板,分析其过载与弹体所受的应力大小,并提取两种弹形的出靶姿态角与攻角以及速度变化作为判据。结果表明:两种弹形在各工况下的应力均未超过弹体材料的强度极限,弹体未发生弯曲变形。各工况下圆截面尖卵形弹体在Z轴方向上的侵彻过载均大于椭圆截面弹体,其峰值过载约为椭圆截面弹体的1倍。两种弹形在各个初速下,出5层靶的速度均相近。弹体初始速度为700和800 m/s时,两种弹的姿态角、攻角相近,侵彻多层混凝土靶的能力相当。初始速度为900,1000和1100 m/s时,椭圆截面弹体比圆截面弹体的出靶姿态角减小63.59%,攻角减小75.29%。在900~1100 m/s的速度下,弹体质量侵蚀率小于5%,椭圆截面弹体侵彻多层混凝土靶的稳定性优于圆截面弹体,侵彻性能较好。最后通过计算公式验证了仿真结果的准确性。 展开更多
关键词 侵彻弹药 多层混凝土靶 椭圆截面弹体 姿态角 攻角
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