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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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核壳式复合活性破片对间隔靶的毁伤效应
2
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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6061铝合金的静动态力学性能和弹道行为
3
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
4
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：1
5
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
6
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：4
7
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
8
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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椭圆类截面弹体侵彻多层间隔钢靶的弹道特性 被引量：3
9
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
10
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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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：1
11
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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含泡沫铝吸能层的复合防爆墙的抗爆性能 被引量：1
12
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
13
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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弹体侵彻混凝土后的反弹效应 被引量：1
14
作者 黄成龙 李述涛 +1 位作者 陈叶青 王振清 《工程力学》 北大核心 2025年第9期158-170,共13页
为探究弹体侵彻混凝土后的反弹效应并揭示机理,依据弹体侵彻-反弹过程力学模型提出基本理论假设,基于空腔膨胀理论量化弹体弹性形变量,建立反弹加速、减速和平抛阶段运动方程,推导得到反弹位移、速度和加速度的解析解;研究了数值模拟复... 为探究弹体侵彻混凝土后的反弹效应并揭示机理,依据弹体侵彻-反弹过程力学模型提出基本理论假设,基于空腔膨胀理论量化弹体弹性形变量,建立反弹加速、减速和平抛阶段运动方程,推导得到反弹位移、速度和加速度的解析解;研究了数值模拟复现弹体反弹现象的技术手段,通过模拟结果验证了理论假设的合理性,与理论解进行了对比分析。结果表明:弹体在侵彻素混凝土靶体时弹体弹性变形势能释放是弹体反弹效应的主要原因,其弹性变形大小与侵彻初速度、弹体半径、弹体质量、弹体弹性模量、弹体长度等因素均有关,等质量弹体长径比越大反弹效应越明显。 展开更多
关键词 爆炸力学 弹体侵彻 素混凝土 反弹效应 解析解 数值模拟
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弹体侵彻多层混凝土间隔靶的弹道特性
15
作者 邹慧辉 王可慧 +5 位作者 王伟光 陈柏翰 戴湘晖 张雨平 段建 李明 《兵工学报》 北大核心 2025年第S2期206-213,共8页
为研究弹体侵彻多层混凝土间隔靶的弹道特性,利用125 mm火炮为发射平台,开展4种不同外形结构弹体侵彻多层钢筋混凝土间隔靶的试验研究,得到弹体的飞行姿态、着靶速度、弹道轨迹等弹道参数,基于试验数据分析了弹体的弹道特性,并建立弹体... 为研究弹体侵彻多层混凝土间隔靶的弹道特性,利用125 mm火炮为发射平台,开展4种不同外形结构弹体侵彻多层钢筋混凝土间隔靶的试验研究,得到弹体的飞行姿态、着靶速度、弹道轨迹等弹道参数,基于试验数据分析了弹体的弹道特性,并建立弹体姿态角变化量计算模型,分析结构参数对弹道偏转的影响规律。研究结果表明:弹体结构和初始着靶参数均对弹道偏转具有一定的影响,初始攻角对弹道偏转影响较大,超过弹体结构对弹道偏转的影响;弹体侵彻多层靶弹道具有偏转方向单一、加速发散等特性,倾角、攻角联合作用是弹道加速发散的主要原因;提出的弹道稳定性综合系数能较好反映弹体弹道稳定性,增大长径比可有效提高弹体的弹道稳定性,头形越钝的弹体弹道稳定性越好,大装填比弹体的弹道稳定性优于小装填比弹体,结果可为侵爆战斗部设计提供参考。 展开更多
关键词 弹体 侵彻 多层间隔靶 混凝土靶 弹道特性 试验研究
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锯齿外形对弹体带攻角侵彻横向过载的影响
16
作者 王帅 邓志方 +4 位作者 何丽灵 陈红永 李继承 颜怡霞 陈刚 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期1-18,共18页
为降低具有初始攻角的弹体在侵彻时产生的横向过载峰值,采用数值模拟方法,研究了一种带锯齿弹身的新型钻地弹以非零攻角姿态侵彻混凝土靶体时其特有的横向降载效应和机理。考虑初始攻角、质心系数等的影响,以常规光滑弹作为对比对象,分... 为降低具有初始攻角的弹体在侵彻时产生的横向过载峰值,采用数值模拟方法,研究了一种带锯齿弹身的新型钻地弹以非零攻角姿态侵彻混凝土靶体时其特有的横向降载效应和机理。考虑初始攻角、质心系数等的影响,以常规光滑弹作为对比对象,分析了弹体运动规律、弹靶接触力、接触力矩、接触面积等。结果表明,在1°、2°和3°的小初始攻角范围内,锯齿弹较光滑弹分别降低横向过载峰值约30.6%、5.2%和11.3%,但相应的接触力矩的峰值和脉宽、偏转角度等均有所增大。研究结果揭示了锯齿弹的横向降载机理:锯齿弹身减小了弹靶的接触面积,横向接触力主要集中在弹身锯齿区靠近头部的前两个锯齿环槽的右锯齿上,使得锯齿弹身与靶的横向接触力减小,而非锯齿区(主要是弹体头部)与靶的横向接触力增大,二者的竞争可增强锯齿弹整体的横向降载效果。通过结构设计等手段抑制锯齿弹的弹道偏转后,可有效提升锯齿弹的横向降载效率。 展开更多
关键词 横向降载 攻角 锯齿弹 弹道偏转
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基于量纲约束与符号回归的半无限金属靶板侵彻效率预测模型
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作者 陈青青 张杰 +3 位作者 王志勇 赵婷婷 张煜航 王志华 《兵工学报》 北大核心 2025年第10期277-287,共11页
针对传统侵彻效率预测模型依赖经验公式、适应性差且物理解释力不足的问题,采用一种融合量纲约束与符号回归算法的建模方法,构建了杆弹侵彻半无限金属靶板的侵彻效率预测模型。首先,基于物理先验知识将金属靶板侵彻过程中涉及的7个原始... 针对传统侵彻效率预测模型依赖经验公式、适应性差且物理解释力不足的问题,采用一种融合量纲约束与符号回归算法的建模方法,构建了杆弹侵彻半无限金属靶板的侵彻效率预测模型。首先,基于物理先验知识将金属靶板侵彻过程中涉及的7个原始物理变量转化为4个具有明确物理意义的无量纲控制参数;随后,利用收集的819组实验数据,采用引入惩罚机制的遗传编程符号回归算法建立无量纲变量与侵彻效率之间的解析表达式。结果表明:在不同的侵彻工况下,所构建模型在拟合精度、泛化能力与表达结构简洁性方面均表现优异,平均决定系数R^(2)均超过0.8,且能准确捕捉各无量纲参数对侵彻效率的非线性影响。该方法兼具预测精度与跨工况适应性,还可生成结构明确、物理含义清晰的解析表达式,有助于进一步理解各物理参量在侵彻响应过程中的作用机制。 展开更多
关键词 半无限金属靶 侵彻效率 无量纲量 机器学习 符号回归
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基于FEM-SPH自适应算法孔阵列陶瓷装甲的抗弹性能
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作者 贺志凡 陈天明 +6 位作者 卢承发 杨阳 梁博 王志鹏 陈爱军 曹剑武 秦庆华 《兵工学报》 北大核心 2025年第10期92-101,共10页
孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光... 孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光滑粒子流体动力学法自适应算法,建立7.62 mm穿甲燃烧弹侵彻孔阵列碳化硼陶瓷靶板的数值模型,分析了不同弹着点位置、倾角及子弹旋转对孔阵列陶瓷靶板抗弹性能的影响。结果表明,弹着点位置对弹靶相互作用、孔阵列陶瓷靶板的损伤模式和抗弹性能有重要影响;当弹着点位于孔洞边缘时,子弹受非对称作用力出现弹体偏转,从而靶板抗弹性能提升;子弹斜入射冲击下,装甲通过进一步诱导子弹失稳而提升了其抗弹性能,靶板损伤范围增加;孔阵列陶瓷装甲对旋转弹体的抗弹性能优于无旋转弹体。 展开更多
关键词 孔阵列装甲 B_(4)C陶瓷 侵彻 FEM-SPH自适应算法 抗弹性能
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侵彻爆炸联合作用下超高性能混凝土遮弹层设计 被引量：4
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作者 程月华 吴昊 +1 位作者 岑国华 张瑜 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期88-101,共14页
为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵... 为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后,建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型,通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析,验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后,对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等3种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下,UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3种战斗部侵彻爆炸联合作用下,遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1.30~2.60 m和1.70~5.00 m,相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1.81~2.17和2.46~4.17;与普通混凝土遮弹层对比,3种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了34.4%~42.4%,临界贯穿和震塌厚度分别减小了7.1%~31.6%和39.7%~52.8%。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 遮弹层 侵彻 爆炸 防护设计
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