压环是爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)装药结构中紧固装药和药型罩不可缺少的部件。为研究其在爆炸驱动过程中对药型罩形成EFP特征的影响,选取典型球缺型紫铜药型罩基准装药结构,采用有限元分析软件的拉格朗日、任意...压环是爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)装药结构中紧固装药和药型罩不可缺少的部件。为研究其在爆炸驱动过程中对药型罩形成EFP特征的影响,选取典型球缺型紫铜药型罩基准装药结构,采用有限元分析软件的拉格朗日、任意拉格朗日-欧拉、光滑粒子流法(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)及有限元法(Finite Element Method,FEM)-SPH自适应耦合等算法分别建模和仿真计算,对各算法计算获得的EFP速度和形态特征与脉冲X光摄影拍摄的EFP图像进行对比,采用FEM-SPH算法获得高精度的EFP成型仿真结果。针对该基准装药结构,在压环与药型罩质量比M_(R)/M_(L)≤0.2范围,进行矩形及非矩形压环参数(如轴向、径向厚度及截面形状)和材料对EFP初速、质量转换比、长径比和气动特性(密实度及迎风面积)参数影响的仿真计算。研究结果表明:矩形截面压环的轴向、径向厚度及材料参数对EFP初速影响在3%以内;对EFP质量转换比呈递减趋势(最大可降低12.6%);对EFP长径比呈递减趋势(最大可降低19.2%);密实度呈递增趋势,钢环较无压环,EFP的密实度提高32.6%;迎风面积呈递减趋势。以上结果表明考虑压环有利于EFP翻转成型和形成更密实的杆式EFP,并减小其迎风阻力。所得研究结果可为EFP装药结构的优化设计提供指导。展开更多
为认识爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)靶后破片在空气中自由飞散及侵彻验证板的时空分布演化规律,基于分形理论建立了考虑破片表面状况的侵彻接触面积计算公式,通过破片云离散化对靶后破片在验证板材料阻力下时空分...为认识爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)靶后破片在空气中自由飞散及侵彻验证板的时空分布演化规律,基于分形理论建立了考虑破片表面状况的侵彻接触面积计算公式,通过破片云离散化对靶后破片在验证板材料阻力下时空分布特性进行了研究,并结合多层验证木板回收试验,获得了不同飞散角区间内破片侵彻的平均停留位置空间分布。研究结果表明:靶板破片的径向飞散距离整体上大于EFP破片;当验证板等效阻应力小于临界阻应力,破片侵彻停留位置空间分布呈现出一定的椭球形状,靶后破片在空气中飞散空间分布与在验证板内侵彻停留位置空间分布可以通过不同验证板等效阻应力下时空分布相互转化;各飞散区间破片侵彻后平均停留位置的计算结果与试验结果变化趋势基本一致,解决了以往后效验证板试验只能获得破片数量而无法获得破片侵彻停留位置空间分布的问题,为靶后破片对装甲车辆的毁伤效能评估提供技术支持。展开更多
镁合金在汽车、航空航天、电子工业等领域的应用日益广泛。为了准确描述AZ31B镁合金在高速冲击荷载作用下的响应,建立了金属动态本构模型,并编译成VUMAT用户子程序。采用万能试验机进行了光滑圆棒的准静态拉伸和异形剪切试验,基于ABAQUS...镁合金在汽车、航空航天、电子工业等领域的应用日益广泛。为了准确描述AZ31B镁合金在高速冲击荷载作用下的响应,建立了金属动态本构模型,并编译成VUMAT用户子程序。采用万能试验机进行了光滑圆棒的准静态拉伸和异形剪切试验,基于ABAQUS/EXPLICIT建立了有限元模型,通过数值模拟校准了AZ31B镁合金的强度模型和失效准则的相关参数。通过对比数值模拟结果与0.5-cal FSP子弹及20 mm FSP子弹冲击AZ31B镁合金靶板试验结果,验证了模型的精确性和适用性,分析了弹头形状和靶板厚度对弹丸高速侵彻AZ31B镁合金的影响。研究发现:当前模型能较好地预测靶板的弹道极限和穿孔破坏形貌;不同形状弹丸冲击下AZ31B镁合金靶板的失效机制不同,平头弹对应的弹道极限最大,锥形弹对应的弹道极限最小;靶板厚度会影响失效模式,厚靶以剪切破坏为主,而薄靶以弯曲变形和花瓣形撕裂破坏为主。展开更多
文摘压环是爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)装药结构中紧固装药和药型罩不可缺少的部件。为研究其在爆炸驱动过程中对药型罩形成EFP特征的影响,选取典型球缺型紫铜药型罩基准装药结构,采用有限元分析软件的拉格朗日、任意拉格朗日-欧拉、光滑粒子流法(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)及有限元法(Finite Element Method,FEM)-SPH自适应耦合等算法分别建模和仿真计算,对各算法计算获得的EFP速度和形态特征与脉冲X光摄影拍摄的EFP图像进行对比,采用FEM-SPH算法获得高精度的EFP成型仿真结果。针对该基准装药结构,在压环与药型罩质量比M_(R)/M_(L)≤0.2范围,进行矩形及非矩形压环参数(如轴向、径向厚度及截面形状)和材料对EFP初速、质量转换比、长径比和气动特性(密实度及迎风面积)参数影响的仿真计算。研究结果表明:矩形截面压环的轴向、径向厚度及材料参数对EFP初速影响在3%以内;对EFP质量转换比呈递减趋势(最大可降低12.6%);对EFP长径比呈递减趋势(最大可降低19.2%);密实度呈递增趋势,钢环较无压环,EFP的密实度提高32.6%;迎风面积呈递减趋势。以上结果表明考虑压环有利于EFP翻转成型和形成更密实的杆式EFP,并减小其迎风阻力。所得研究结果可为EFP装药结构的优化设计提供指导。
文摘为认识爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP)靶后破片在空气中自由飞散及侵彻验证板的时空分布演化规律,基于分形理论建立了考虑破片表面状况的侵彻接触面积计算公式,通过破片云离散化对靶后破片在验证板材料阻力下时空分布特性进行了研究,并结合多层验证木板回收试验,获得了不同飞散角区间内破片侵彻的平均停留位置空间分布。研究结果表明:靶板破片的径向飞散距离整体上大于EFP破片;当验证板等效阻应力小于临界阻应力,破片侵彻停留位置空间分布呈现出一定的椭球形状,靶后破片在空气中飞散空间分布与在验证板内侵彻停留位置空间分布可以通过不同验证板等效阻应力下时空分布相互转化;各飞散区间破片侵彻后平均停留位置的计算结果与试验结果变化趋势基本一致,解决了以往后效验证板试验只能获得破片数量而无法获得破片侵彻停留位置空间分布的问题,为靶后破片对装甲车辆的毁伤效能评估提供技术支持。
文摘镁合金在汽车、航空航天、电子工业等领域的应用日益广泛。为了准确描述AZ31B镁合金在高速冲击荷载作用下的响应,建立了金属动态本构模型,并编译成VUMAT用户子程序。采用万能试验机进行了光滑圆棒的准静态拉伸和异形剪切试验,基于ABAQUS/EXPLICIT建立了有限元模型,通过数值模拟校准了AZ31B镁合金的强度模型和失效准则的相关参数。通过对比数值模拟结果与0.5-cal FSP子弹及20 mm FSP子弹冲击AZ31B镁合金靶板试验结果,验证了模型的精确性和适用性,分析了弹头形状和靶板厚度对弹丸高速侵彻AZ31B镁合金的影响。研究发现:当前模型能较好地预测靶板的弹道极限和穿孔破坏形貌;不同形状弹丸冲击下AZ31B镁合金靶板的失效机制不同,平头弹对应的弹道极限最大,锥形弹对应的弹道极限最小;靶板厚度会影响失效模式,厚靶以剪切破坏为主,而薄靶以弯曲变形和花瓣形撕裂破坏为主。
