小型侵爆战斗部毁伤多层靶板威力分析与仿真

通过分析弹靶结构,优选可靠的分析方法,对小型半穿甲侵爆战斗部毁伤多层靶板目标的威力进行了理论计算,并利用AUTODYN-2D计算软件,建立了最优化数学模型,对侵彻与爆炸成坑过程进行了分段数值仿真,并与相关实弹数据进行比较,各组数据均显示该种结构的侵爆战斗部在特定弹目交汇条件下,弹体强度满足要求不会产生明显变形,峰值过载不超过装药应力安全限,而且爆破中心位置理想,毁伤效果满足战术指标要求,仿真结果具有较高的可信度,可为同类战斗部的方案设计提供参考。     

着速和着角对硬目标侵彻过载影响的数值仿真分析

利用数值仿真工具LS-DYNA3D,对整体侵彻弹侵彻有限厚混凝土靶板问题进行了数值模拟实验。仿真结果表明,着速和着角对侵彻过载有很大影响,着速越高,侵彻过载峰值越大;着角越小,过载曲线越平滑,过载峰值的出现也渐显规律。仿真实验结果与试验相符,为硬目标侵彻引信的设计及性能评估提供参考。     

组合杆式穿甲弹的侵彻能力仿真分析

设计了一种由钨合金和碳化钨组成的新的组合杆式穿甲弹结构,运用有限元仿真软件对其侵彻半无限钢靶的能力进行仿真分析,发现其在侵彻靶板过程中能够出现结构自锐现象.仿真结果表明组合杆式结构穿甲弹的侵彻能力优于单杆式钨合金穿甲弹.并分析了组合杆式穿甲弹中的钨合金和碳化钨两种弹芯的直径比变化对侵彻的影响,得出在不同着靶速度段对应着不同的最优直径比,此结论能够应用到工程实际中.     

钢靶运动对弹丸侵彻效应影响的仿真研究

为了研究靶板侧向运动对弹丸正侵彻效应的影响,运用ANSYS/LS-DYNA模拟在不同攻角条件下弹丸对不同运动速度靶板的正侵彻效应。计算结果表明:无攻角条件下,当靶板侧向运动时,弹丸的剩余速度小于侵彻静止靶板时的剩余速度,有攻角时则相反;靶板运动速度对弹丸侵彻姿态影响比较明显,且弹轴与初始位置的最大偏转角随弹靶X方向的速度之差的增加而增加。本研究揭示了侵彻运动靶过程中弹丸侵彻姿态、速度等的变化规律,可为打击运动目标的有关弹药设计提供参考。     

弹体结构对横向增强型侵彻体作用效果的影响

横向效应增强型侵彻体(PELE)的作用原理基于内芯和外层弹体使用密度不同的材料这一物理效应,因而弹体结构可能对作用效果产生重要影响.采用改变内外径比(I/O和长径(L/D)的方法,利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA,对PELE以固定速度垂直撞击靶板进行了数值仿真研究.基于仿真结果,分析了弹丸的内外径比和长径比对横向效应的影响.内外径比取0.5～0.7、长径比取3～5时,PELE既能轻易地穿透靶板,使弹杆轴向速度降低不多,又能产生大量具有较高横向速度的破片,有效地发挥作用.     

低速平头弹对叠层靶侵彻性能的数值模拟研究

当新型的平头弹以一定的速度碰击混凝土及土壤叠层靶时,将产生更大的冲击过载,对壳体及内部结构产生更多的不利影响,为阐述其侵彻时的过载规律,应用三维有限元软件LS-DYNA,对平头弹侵彻混凝土及土壤叠层靶的过程进行了数值模拟研究,混凝土及土壤叠层靶的变形损伤情况与试验结果十分吻合,对平头弹的侵彻性能进行了分析,结果表明:对于直径为69mm、质量约1.8kg的平头弹,当其碰击速度在77～96m/s时,相应的过载值可达到38640～48300g.     

射流侵彻陶瓷靶过程数值仿真计算

陶瓷靶板因其高强度、低密度特性在装甲防护中得到了广泛的应用,其抗侵彻机理得到了世界各国的广泛关注.利用有限元程序LS-DYNA对射流撞击侵彻陶瓷靶过程进行了三维数值仿真计算.获取了射流陶瓷材料的侵彻深度和速度,并与中碳钢抗侵彻过程进行对比.开展了陶瓷复合把抗射流侵彻仿真计算,并对计算结果进行了相应的对比分析.结果表明与中碳钢相比陶瓷材料对于低速段射流有较高的防护能力,对高速段射流防护能力较弱,这一结果与已有的试验结果相吻合.     

穿甲战斗部侵彻过程数值仿真

文章论述了用基于LS-DYNA的动力学分析通用有限元程序对穿甲战斗部侵彻过程进行数值仿真.阐述了数值仿真模型的建立,以及利用数值模拟技术,实现了侵彻过程中弹体的变形与靶板的破坏状况可视化,同时对仿真结果进行了分析,并进行了靶场实验验证,仿真结果与实际情况基本相符.通过对穿甲战斗部侵彻过程数值仿真,为开展穿甲战斗部穿甲机理研究奠定良好的基础.     

聚乙烯橡胶抗射流侵彻数值仿真研究

建立了不同倾角的情况下夹层为聚乙烯橡胶复合材料的复合靶板抗射流侵彻的数值仿真用AUTODYN有限元分析软件进行数值仿真并分析了倾角对复合靶板抗射流侵彻的影响,指明了倾角对聚乙烯橡胶复合材料抗射流侵彻的影响,将不同倾角下均质靶板与复合靶板抗射流侵彻影响进行了对比,根据靶板抗射流侵彻时消耗的射流的能量计算出复合靶板中聚乙烯橡胶夹层对靶板抗射流侵彻的影响大小,分析了在倾角下复合靶板影响射流侵彻的影响因素。结果表明,聚乙烯复合靶有较好的抗射流侵彻能力;复合靶的倾角严重影响射流的破碎程度。     

仿真模型参数对射流成型及侵彻影响分析

为了研究聚能射流成型及侵彻靶板计算中,药型罩罩顶壁厚上网格划分数目对射流成型及靶板径向尺寸对侵彻靶板的影响规律,采用有限差分仿真软件对聚能射流的成型及侵彻靶板进行了数值模拟,得出了不同计算方案下射流成型以及侵彻靶板的计算结果。通过对比分析,确定当药型罩罩顶厚度上划分至少4个网格,靶板径向尺寸至少2.25倍装药口径时,数值计算可得较理想的结果。     

弹丸侵彻混凝土的试验与仿真

通过直径125mm的模型弹对混凝土厚靶的垂直侵彻试验,得到了弹丸侵彻混凝土的最大侵彻深度、冲击漏斗坑、震塌漏斗坑尺寸和着靶姿态等参数值.采用ANSYS/LS-DYNA软件,对弹丸侵彻混凝土靶体试验进行了数值仿真,计算结果在侵彻过程、侵彻深度和靶体破坏现象等方面与试验结果吻合良好.为弹丸侵彻混凝土机理分析和模型试验成果扩展奠定了基础.     

12.7mm口径空心弹丸空气动力学特性分析

为了更深入的了解空心弹丸的空气动力学特性,对空心弹丸和实心弹丸的外弹道流场分别建立了三维无粘Euler方程,并对两者的外弹道过程建立了弹丸质心运动微分方程组。以12.7mm口径实验弹为对象进行数值模拟仿真计算。通过对比分析,得出:由于结构特别,空心弹丸的阻力系数比实心弹丸小很多,并且在外弹道过程中,空心弹丸能够更好的保持飞行速度和弹道高,更有利于提高自动武器的射击效果。     

基于雷达极化理论的弹丸飞行姿态电磁散射特征

针对用线极化天线测速雷达测量弹丸飞行姿态问题,利用电磁理论推导并分析了底部刻槽弹丸的姿态特征参数。首先由雷达电轴与刻槽弹丸对称轴之间的关系,建立弹体散射矩阵,得到散射场的粗略表示,说明刻槽测量姿态的原理;其次,利用理想导体上无限长窄槽的表面等效磁流的近似表达式,详细推导了凹槽散射的远场表达式;再次,比较了刻槽后平行极化与垂直极化的远区散射场,用解析法和数值法仿真了不同飞行姿态下刻槽对弹丸散射回波的调制作用并与实测数据进行了比较,数值仿真了姿态特征参数的单调性;最后,对姿态特征参数的增强方法进行了简要的讨论和展望。仿真结果表明,在一定章动角范围内,该姿态特征参数能够表征弹丸的飞行姿态,具有相对稳健性和单调性。     

用于实时弹道仿真的低空风切变复合模型

风切变是一种形成概率高、危害范围广的气象现象,对弹箭飞行具有较大影响。针对几种典型低空风切变的流动特点,基于位势流动理论,分别建立了微下击暴流涡环模型、过山气流圆柱绕流模型和低空急流平面壁面射流模型。在此基础上,以发射坐标系为基准,提出一种考虑天气和地形的低空风切变复合模型。以某122 mm火箭弹为例,进行算例仿真。仿真结果表明:所建立的低空风切变复合模型具有良好的三维特性,能够合理描述典型风切变现象的气体流动特点。应用于实时弹道仿真中,可有效反映出复杂环境下不同种类低空风切变对弹箭飞行的影响规律。     

探测器指标对制导精度的影响分析

阐述了脉冲力质心控制的特点和简易制导弹药的弹体追踪制导律原理,分析了探测器最小作用距离对脱靶量的影响。建立了探测器模型和脉冲力控制模型,通过六自由度弹道模型仿真,给出探测器不灵敏域大小对弹丸制导精度的影响。结果表明,减小探测器最小作用距离和优化探测器不灵敏域可以有效提高弹丸的命中精度。

Abstract：

The characteristic of impulse force control and the principle of body pursuit guidance law of simple guided projectiles were introduced,and the miss distance influenced by the minimum detecting range of photo-detector was analyzed. The models of the photo-detector and impulse force were established,according to the simulation of six degree trajectory model,the hit precision influenced by the non-sensitive area was proposed. The result shows that reducing the minimum detecting range and optimizing the non-sensitive area of photo-detector can improve the hit precision greatly.     

基于UML和Petri网的层次建模分析方法

提出一种新的UML和Petri网结合方式的建模分析方法。该方法采用从上到下的屡次分析方法，用扩展的UML模型对系统组织结构和系统的静态特征进行描述，用扩展的Petri网模型描述和分析系统动态特性，通过转化规则将Petri网模型转化成相应的状态图和序列图，然后集成所有的UML模型，通过Rational Rose等软件来实现代码。最后通过该方法，对一个FMS进行了建模分析。     

某火炮弹丸发射强度仿真分析

以非线性瞬态动力学理论为基础,并以测试材料参数及膛压曲线为依据,建立了某高速弹丸发射过程中的力学仿真模型;应用数值仿真分析方法,对该模型进行了发射强度仿真和分析,得到了某高速弹丸在发射过程不同时刻的强度参数结果,计算结果与实弹实验结果基本吻合.结果表明,所涉及内容及方法可以为今后该弹丸的改进及同类弹丸发射强度研究工作提供了理论参考与依据.     

一类新型飞行器的气动数据模型

基于一类新型飞行器特有的几何外形结构,详细分析了其侧滑飞行可以等效为无侧滑飞行这一性质,根据这个性质,建立一个该飞行器的气动数据模型,这样此飞行器的侧滑飞行空气动力学系数就可以由无侧滑飞行的空气动力学系数折算得到,而飞行器的空气动力学系数通常是通过风洞实验得到的,由此可以节省风洞实验及费用。详细推导给出了侧滑飞行的空气动力学系数由无侧滑飞行的空气动力学系数得来的计算公式,最后的仿真研究验证了模型的正确性。     

以特征函数为传递参数的CF-GERT及其矩阵法求解

本文构建了以特征函数和传递概率为传递函数的CF-GERT(characteristic function based GERT)模型,利用特征函数的性质,证明了CF-GERT网络串联结构、并联结构、自环结构的传递关系与信号流图等价传递参数计算完全相同,故可借鉴信号流图理论求解CF-GERT模型.考虑以梅森公式为基础的经典GERT解析算法需要分析复杂的网络拓扑结构,提出了CF-GERT网络的矩阵式表征方法,进而设计了CF-GERT的矩阵式求解算法,推导了期望、方差、等价特征函数的计算公式.若等价特征函数绝对可积,则利用傅里叶逆变换推导概率密度函数;否则,运用Fang等提出的COS方法推导.最后用两个案例说明了所提方法的有效性.