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弹体斜侵彻多层间隔加筋板姿态偏转机理研究
1
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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考虑弹体材料硬度的Jones质量损失修正模型及AerMet100弹体高速侵彻验证
2
作者 吴海军 王可慧 +6 位作者 李明 杨慧 沈子楷 戴湘晖 王伟光 张雨平 周刚 《兵工学报》 北大核心 2025年第S2期277-286,共10页
高速侵彻过程中弹体的质量损失显著影响侵彻能力,现有质量损失模型未充分考虑弹体材料硬度的影响。采用Silling经验公式分析大量高速侵彻弹体质量损失实验数据,指出混凝土骨料硬度和弹体材料硬度是影响弹体质量损失的重要因素,而弹体材... 高速侵彻过程中弹体的质量损失显著影响侵彻能力,现有质量损失模型未充分考虑弹体材料硬度的影响。采用Silling经验公式分析大量高速侵彻弹体质量损失实验数据,指出混凝土骨料硬度和弹体材料硬度是影响弹体质量损失的重要因素,而弹体材料硬度对弹体质量损失的影响较混凝土骨料硬度更大,拟合得到弹体材料硬度对弹体质量损失的影响规律。在Jones质量损失模型中引入混凝土骨料硬度修正系数η和弹体材料硬度修正系数ξ,修正模型的弹体质量损失计算结果与不同弹靶组合的实验结果均能吻合较好。采用二级轻气炮开展1200~2200 m/s速度范围的AerMet100弹体高速侵彻实验,获取不同速度下的无量纲侵深和质量损失,进一步验证修正模型对更高硬度弹体、更高侵彻速度情况的有效性。实验发现AerMet100弹体相对于其他材料具有更高的极限侵彻深度和更低的质量损失率,表明提高弹体材料硬度能够减小弹体侵蚀程度,提高高速侵彻能力。 展开更多
关键词 高速侵彻 弹体质量损失 Jones质量损失修正模型 弹体材料硬度 AERMET100钢
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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
3
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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椭圆类截面弹体侵彻混凝土靶的弹道研究
4
作者 高旭东 李延 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期185-195,共11页
为研究椭圆类截面弹体侵彻坚固目标靶的弹道特性和偏转规律,设计了质量、截面积及长度相同,截面形状分别为圆形、对称椭圆和2种非对称椭圆的四类弹体。采用30 mm弹道炮发射四类弹体,对强度40 MPa的混凝土砂浆靶,开展了不同初速的侵彻弹... 为研究椭圆类截面弹体侵彻坚固目标靶的弹道特性和偏转规律,设计了质量、截面积及长度相同,截面形状分别为圆形、对称椭圆和2种非对称椭圆的四类弹体。采用30 mm弹道炮发射四类弹体,对强度40 MPa的混凝土砂浆靶,开展了不同初速的侵彻弹道特性试验研究,同时采用微分面力法开展了侵彻弹道的预测分析。试验获得了入靶面破坏形态、靶内弹道偏转、弹体弯曲变形等特征和规律,预测模型对刚性的圆形、对称椭圆、非对称椭圆截面弹体适用,对弯曲的非对称椭圆截面弹体则不能给出与试验相符合的结果。研究结果表明:2种非对称椭圆截面弹体的侵彻弹道发生了显著偏转,甚至出现了偏转90°和180°左右的极端情况。弹体初速越高、截面不对称度越大,弹道偏转越严重。弹道偏转均朝向截面半轴最短的一侧。圆形和对称椭圆截面弹体弹道则保持准直。2种非对称椭圆截面弹体高速时发生了明显弯曲,弯曲方向发生在短轴所在的平面,朝向截面半轴最短的一侧。圆形和对称椭圆截面弹体则无明显的弯曲。分析原因,一是截面不对称导致弹体头部阻力不对称,形成侧向力和偏转力矩;二是弹体前后端的侧向力导致弹体弯曲,进一步加剧了弹道偏转。 展开更多
关键词 椭圆类截面弹体 混凝土靶 侵彻弹道 弹道稳定性 弹道偏转
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椭圆类截面弹体斜侵彻多层间隔装甲试验研究
5
作者 高旭东 孔彬彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期82-92,161,共12页
为研究椭圆类截面弹体侵彻多层间隔装甲靶的弹道特性和偏转规律,设计了质量、截面积及长度相同,截面形状分别为对称椭圆、非对称椭圆及圆形3类弹体,针对4层间隔907A装甲钢靶,以30°着角、不同初始速度、3种滚转角(0°、45°... 为研究椭圆类截面弹体侵彻多层间隔装甲靶的弹道特性和偏转规律,设计了质量、截面积及长度相同,截面形状分别为对称椭圆、非对称椭圆及圆形3类弹体,针对4层间隔907A装甲钢靶,以30°着角、不同初始速度、3种滚转角(0°、45°、90°)开展了侵彻弹道特性试验研究。通过分析靶板穿孔形态、弹靶作用过程、剩余速度、弹轴角偏转及弹尖位移等特征,获得其弹道稳定特性和偏转规律。研究结果表明:椭圆类弹体侵彻多层钢靶弹体偏转主要发生在弹体头部贯穿阶段,而在弹身贯穿阶段则对弹体偏转有一定修正和抑制作用。弹体初速增加,靶后剩余速度、弹轴偏转角及弹尖位移都随之减小,有助于提高侵彻弹道的稳定性并抑制偏转程度。当长轴在着角平面即滚转角90°时,对称椭圆弹体的侵彻弹道稳定性最好,甚至优于传统圆形截面弹体。而短轴在着角平面即滚转角0°时,非对称椭圆截面弹体的弹道稳定性最差,传统圆形截面弹体稳定性最好,对称椭圆截面弹体则介于两者之间。 展开更多
关键词 椭圆类截面弹体 多层间隔装甲 侵彻弹道 弹道稳定性 弹道偏转
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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：5
6
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
7
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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弹体高速侵彻混凝土靶侵彻效率影响因素分析 被引量：10
8
作者 宋梅利 王晓鸣 +2 位作者 赵希芳 李文彬 张兆军 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期390-395,共6页
为研究弹体高速侵彻混凝土靶体时,最大侵彻深度随弹体撞击速度的变化规律,定义侵彻效率为侵彻深度与速度的比值。针对一定的弹靶系统,通过实验数据和数值仿真研究了最大侵彻效率对应的弹体特征撞击速度。弹体撞击速度对侵彻效率的影响... 为研究弹体高速侵彻混凝土靶体时,最大侵彻深度随弹体撞击速度的变化规律,定义侵彻效率为侵彻深度与速度的比值。针对一定的弹靶系统,通过实验数据和数值仿真研究了最大侵彻效率对应的弹体特征撞击速度。弹体撞击速度对侵彻效率的影响呈抛物线分布。随着速度的提高侵彻效率先增大后减少。侵彻效率达到极值前,随着速度的增大侵彻深度增加幅度很大。当最大侵彻效率对应的特征撞击速度增加约5%时,侵彻深度和侵彻能力最高。混凝土单轴抗压强度、弹头部形状系数、弹体长径比、弹体材料的强度及机械性能对侵彻效率的影响较大。 展开更多
关键词 弹体 高速侵彻 混凝土靶 侵彻效率 侵彻深度 撞击速度 混凝土单轴抗压强度 弹头部形状系数 弹体长径比 弹体材料
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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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高能材料弹体冲击起爆大壁厚装药机制数值分析 被引量：1
10
作者 徐建川 何亚斌 +4 位作者 李明阳 李波 贺进明 吴金国 宋训文 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期122-129,共8页
为研究高能材料弹体对大壁厚装药的冲击起爆机制,基于显式动力学仿真软件AUTODYN-2D,开展了不同弹径和弹长的高能材料冲击起爆大壁厚PBX-109装药的数值仿真研究。采用“升降法”获得了高能材料弹体在不同工况下冲击起爆的阈值速度和阈... 为研究高能材料弹体对大壁厚装药的冲击起爆机制,基于显式动力学仿真软件AUTODYN-2D,开展了不同弹径和弹长的高能材料冲击起爆大壁厚PBX-109装药的数值仿真研究。采用“升降法”获得了高能材料弹体在不同工况下冲击起爆的阈值速度和阈值比动能。研究结果表明:弹长一定时,随着弹径增大,高能材料弹体的冲击起爆阈值速度和阈值比动能都不断减小;弹径一定时,随着弹长增大,高能材料弹体的冲击起爆阈值速度有一定幅度减小,而阈值比动能有增加趋势。通过高能材料弹体冲击起爆仿真过程的反应度和压力云图结果揭示了冲击起爆机制,低速条件下,弹体对大壁厚装药的起爆是冲击波引起高速条件下,装药在冲击波和宏观剪切双重因素下被起爆。仿真研究验证了高能材料弹体对大壁厚装药目标冲击起爆的可行性,对于打击大壁厚装药目标方案设计提供了参考。 展开更多
关键词 高能材料 弹体 冲击起爆 装药
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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
11
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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弹体侵彻混凝土的优化模型及可视化仿真研究 被引量：1
12
作者 苏永超 宁建国 许香照 《高压物理学报》 北大核心 2025年第2期82-96,共15页
利用可视化仿真技术研究弹体侵彻混凝土的毁伤机理和靶板响应是爆炸冲击领域的重要课题。混凝土作为常见的建筑材料,在遭受爆炸冲击或高速弹体侵彻时,其毁伤行为复杂多变。介绍了一种理论研究与可视化技术相结合的可视化仿真方法。基于... 利用可视化仿真技术研究弹体侵彻混凝土的毁伤机理和靶板响应是爆炸冲击领域的重要课题。混凝土作为常见的建筑材料,在遭受爆炸冲击或高速弹体侵彻时,其毁伤行为复杂多变。介绍了一种理论研究与可视化技术相结合的可视化仿真方法。基于空腔膨胀理论建立了优化的侵彻计算模型,可以预测弹体侵彻混凝土的侵彻深度特征。利用可视化物理引擎,对弹体运动轨迹、开坑孔径、靶板损伤、碎石飞溅等进行了细致的表征处理和仿真,增强了场景的真实性和可靠性。开发的可视化仿真系统不仅能够从多角度观察弹体侵彻混凝土的过程,而且能够高效、准确地分析和预测弹体侵彻混凝土靶的损伤行为和动力响应,在建筑工程设计和安全评估中具有重要的应用前景,为理解和探索混凝土侵彻机理提供了新的视角。 展开更多
关键词 弹体侵彻 混凝土 可视化仿真 物理引擎
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弹体侵彻混凝土后的反弹效应 被引量：1
13
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
14
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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弹体高速正侵彻钢筋混凝土的壳梁屈曲分析
15
作者 陈柏翰 邹慧辉 +2 位作者 王可慧 周刚 赵生伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第12期265-281,共17页
随着防御工事逐渐加固化、深层化,侵彻弹体打击目标时的结构响应问题逐渐凸显。基于此背景开展了两枚公斤级缩比弹体高速正侵彻钢筋混凝土厚靶的试验,发现弹身前部和弹尾均出现明显内陷,第2枚弹体还附带整体性弯曲。进行了基于Mindlin-H... 随着防御工事逐渐加固化、深层化,侵彻弹体打击目标时的结构响应问题逐渐凸显。基于此背景开展了两枚公斤级缩比弹体高速正侵彻钢筋混凝土厚靶的试验,发现弹身前部和弹尾均出现明显内陷,第2枚弹体还附带整体性弯曲。进行了基于Mindlin-Herrmann杆模型的侵彻弹体瞬态响应分析,发现应力波传播与塑性区延拓机制不足以解释侵彻弹体的变形行为。为探索弹体变形机制,发展了变截面壳、梁屈曲分析方法,并得到了基于准静态弹性均匀圆柱筒算例的仿真检验。将变截面壳、梁模型用于侵彻弹体动态屈曲分析中,并对影响屈曲载荷的因素、屈曲模式竞争、后屈曲机制以及理论误差进行讨论。研究结果表明:弹体很难发生弹性屈曲,实际侵彻中塑性区萌生是引发弹体屈曲的主因;屈曲具体表现为弹体前部的内陷和弯曲,不同工况下主导的屈曲模式不同;应力波-塑性区-后屈曲三者的耦合导致屈曲和塑性在侵彻中不断发展,最终引起弹体大变形乃至破坏;设计的屈曲分析流程和快速计算方法可给出弹体临界屈曲条件并预测其屈曲模式,最终为弹体结构设计提供指导。 展开更多
关键词 硬目标侵彻 应力波 弹体结构响应 屈曲
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双侧向载荷下椭圆截面弹体结构响应分析
16
作者 董恒 邵宇宁 +3 位作者 武海军 任光 吕映庆 黄风雷 《兵工学报》 北大核心 2025年第12期358-371,共14页
针对椭圆截面弹体高速非正侵彻混凝土靶弹体结构响应问题,基于任意截面梁弯曲理论引入中性轴概念,建立椭圆空腔截面自由梁在轴力-双侧向弯矩作用下的屈服响应模型,并结合数值仿真与现有实验验证了轴力-双侧向弯矩作用下屈服响应模型的... 针对椭圆截面弹体高速非正侵彻混凝土靶弹体结构响应问题,基于任意截面梁弯曲理论引入中性轴概念,建立椭圆空腔截面自由梁在轴力-双侧向弯矩作用下的屈服响应模型,并结合数值仿真与现有实验验证了轴力-双侧向弯矩作用下屈服响应模型的可靠性。分析结果表明:与等截面面积的圆形弹体相比,椭圆截面弹体短轴侧抗弯能力减弱、长轴侧抗弯能力加强;椭圆截面弹体初始滚转角的引入导致弹体薄弱面中性轴的改变,当中性轴靠近长轴侧时,弹体的抗弯能力下降;若弹身进入塑性屈服状态,塑性区的位置亦随中性轴方位角的变化而出现在弹身不同方位处;所建模型可用于初步判断椭圆截面弹体在给定着靶条件下初期的结构稳定问题,为此类弹体结构设计提供指导。 展开更多
关键词 椭圆截面弹体 双侧向载荷 侵彻 结构响应
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轴向硬度梯度弹体侵蚀效应及弯曲失效研究
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作者 王卿硕 郭磊 +5 位作者 陈鹏翔 蔡泾来 郭庆顺 何源 王传婷 何勇 《兵工学报》 北大核心 2025年第12期384-393,共10页
高速侵彻时,弹体侵蚀会降低毁伤威力、引发结构失稳。为提升侵彻性能,将梯度材料引入弹体设计,开展侵蚀效应研究。基于Archard磨蚀理论,建立轴向硬度梯度弹体侵蚀模型,开展轴向梯度弹体侵彻混凝土试验,模型计算所得弹体的质量损失和侵... 高速侵彻时,弹体侵蚀会降低毁伤威力、引发结构失稳。为提升侵彻性能,将梯度材料引入弹体设计,开展侵蚀效应研究。基于Archard磨蚀理论,建立轴向硬度梯度弹体侵蚀模型,开展轴向梯度弹体侵彻混凝土试验,模型计算所得弹体的质量损失和侵彻深度与试验结果基本吻合。针对试验中梯度弹体弯曲失效现象,结合屈服函数进行分析,并提出连续梯度和界面避开危险截面两种梯度优化方案。研究结果表明:在相似速度下,梯度弹体较最优均质弹体侵彻深度提升13%,质量损失降低9.6%。梯度弹头部硬度高,能够有效降低二次波峰时刻的弹头侵蚀量,降低过载,从而提高侵彻深度;研究成果可为提高弹体侵彻威力提供研究思路与设计参考。 展开更多
关键词 轴向硬度梯度弹体 侵蚀 侵彻深度 屈服强度 二次波峰 弯曲失效
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头部受冲击的锥形弹体结构动力响应研究
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作者 陈康 张晓伟 龙仁荣 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1688-1702,共15页
近年来,高超声速武器凭借其打击速度和毁伤效能的优势得到了迅速发展.为提高武器平台的空间利用率,采用与平台共形的变截面战斗部成为重要的发展趋势.然而,战斗部外形的复杂化和速度的提高导致其载荷环境更加严酷,结构强度问题突出.为... 近年来,高超声速武器凭借其打击速度和毁伤效能的优势得到了迅速发展.为提高武器平台的空间利用率,采用与平台共形的变截面战斗部成为重要的发展趋势.然而,战斗部外形的复杂化和速度的提高导致其载荷环境更加严酷,结构强度问题突出.为探究变截面弹体在非正侵彻条件下的结构动力响应规律,文章基于空间自由梁和结构塑性理论,建立了头部受冲击载荷作用的锥形弹体结构动力响应模型和轴力-弯矩耦合作用下的结构失效函数,并借助Abaqus/Explicit非线性数值程序对典型锥形弹体的动力响应进行了仿真,验证了理论模型的合理性和准确性.在此基础上,分析了弹体头部形状系数、锥度、径厚比和长径比等因素对弹体内力分布和失效位置的影响规律.结果表明,理论模型能够较准确地预测变截面弹体的内力分布规律;头部集中质量降低了弹体的内力幅值,但不影响其分布规律.在冲击载荷、头部直径及其他无量纲参数相同的条件下,弹体锥度越大,危险位置越靠近弹体头部,而长径比或径厚比增大会使弹体更易发生结构失效. 展开更多
关键词 结构响应 冲击载荷 自由梁 锥形弹体
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椭圆截面弹体侵彻混凝土薄靶偏转规律
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作者 沈陶然 刘闯 +3 位作者 李鹏程 李辰晖 梁俊宣 张先锋 《兵工学报》 北大核心 2025年第12期186-204,共19页
为研究椭圆截面弹体侵彻混凝土薄靶后的偏转规律,基于30 mm弹道炮平台,开展了椭圆截面弹体在不同速度、入射角下侵彻间隔混凝土薄靶试验,获得了靶体破坏特性与侵彻弹道偏转规律。基于椭圆空腔膨胀理论,考虑靶体开坑效应、崩落效应与自... 为研究椭圆截面弹体侵彻混凝土薄靶后的偏转规律,基于30 mm弹道炮平台,开展了椭圆截面弹体在不同速度、入射角下侵彻间隔混凝土薄靶试验,获得了靶体破坏特性与侵彻弹道偏转规律。基于椭圆空腔膨胀理论,考虑靶体开坑效应、崩落效应与自由面效应,修正了靶体阻力函数,并嵌入有限元软件,建立弹-靶分离数值仿真模型。结合试验工况,验证阻力表征函数及数值模拟方法的可靠性,获得了初始侵彻速度、初始入射角与滚转角影响弹体侵彻薄靶偏转程度的作用机制。研究结果表明:靶体的开坑与崩落形貌普遍呈现与椭圆截面弹体相对应的非旋转对称特性,且崩落尺寸大于开坑尺寸,开坑深度与崩落深度均接近靶体厚度的50%;当入射角相同而侵彻速度不同时,径向过载作用时间为影响弹体偏转的主控因素,径向过载正值作用时间减少导致弹体第1次向上偏转程度减弱,径向过载负值作用时间减少导致弹体第2次向下偏转程度减弱;当侵彻速度相同而入射角不同时,径向过载峰值为影响弹体偏转的主控因素,径向过载正值的峰值降低导致弹体第1次向上偏转程度减弱,径向过载负值的峰值降低导致弹体第2次向下偏转程度减弱;当滚转角不同而其余条件保持一致时,弹体以滚转角90°侵彻靶体后的偏转角度小于弹体以滚转角0°侵彻靶体,此时滚转角0°弹体的径向过载正值峰值与径向过载负值峰值均大于滚转角90°弹体,径向过载峰值为影响弹体偏转的主控因素。 展开更多
关键词 椭圆截面弹体 弹-靶分离 混凝土 数值模拟
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高速侵彻下材料本构模型及弹体结构响应研究进展
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作者 谭淼 胡雪垚 +4 位作者 何娜 姚昕 肖玮 王奕鑫 屈可朋 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第4期439-454,共16页
现代战争中,高速侵彻武器对地下掩体、加固工事等高强度目标的毁伤效能成为研究焦点。系统梳理了高速侵彻下弹体材料的动力学行为、本构模型及弹体结构响应的研究进展。分析了高温高应变率耦合作用下材料的应变硬化、热软化及绝热剪切... 现代战争中,高速侵彻武器对地下掩体、加固工事等高强度目标的毁伤效能成为研究焦点。系统梳理了高速侵彻下弹体材料的动力学行为、本构模型及弹体结构响应的研究进展。分析了高温高应变率耦合作用下材料的应变硬化、热软化及绝热剪切变形机制,对比了Johnson-Cook等典型本构模型的适用性。重点分析了弹体在高速侵彻中的质量侵蚀、临界失稳速度及结构失效问题的影响因素及机制。最后探讨了通过材料优化和结构设计等提升侵彻能力的技术途径,为相关研究者提供参考。 展开更多
关键词 爆炸力学 高速侵彻 弹体响应 本构模型 侵彻机制
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