复合遮弹层性能的模糊综合评判分析

本文应用模糊变换原理及最大隶属度原则建立了模糊综合评判模型 ,在考虑遮弹层设计厚度、经济造价、施工难易程度三个重要因素的基础上 ,对各类遮弹结构的综合性能进行了评价分析 ,分析表明 :偏航板 3%含量的钢纤维混凝土及偏航板 HHSC性能最优。但是 ,对于一些特殊情况 ,如不考虑遮弹层厚度 ,仅以工程造价为唯一控制指标 ,即以混凝土显然是最佳选择。总之 ,针对具体的工程背景 ,可以利用本文的数学模型对各类遮弹层结构进行综合评价 ,从中选择最优     

弹丸侵彻钢板夹层钢纤维混凝土遮弹板数值模拟

为研究钢板夹层钢纤维混凝土遮弹板抗侵彻性能,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元计算软件,数值模拟了高速弹丸撞击钢板夹层钢纤维混凝土遮弹板的过程,得到了弹丸侵彻靶板的速度、加速度变化曲线。通过分析不同弹速产生的弹丸速度及加速度的变化,得出不同初速条件下弹丸速度与时间的关系和加速度变化规律。该研究为组合遮弹板结构抗侵彻性能提供了理论依据,解决了过程计算的繁琐问题。     

航弹冲击引起的遮弹层下自由场应力确定

首先将航弹冲击遮弹层的问题简化为一个具有初始速度条件的振动问题,借用基础振动半空间理论的方程对等法建立了体系的运动方程,进而得到了遮弹层后自由场应力的计算公式。在此基础上,讨论了遮弹层有效作用半径、弹种及分配层介质的性质对自由场应力的影响,给出了航弹冲击作用下遮弹层下自由场应力的计算方法及结构设计建议。     

高能气体压裂无壳弹的研究与应用

研究高能气体压裂用无壳弹是为了更进一步提高高能气体压裂的增产效果．解决有壳弹存在的问题．文中给出了所设计的无壳弹的整体结构，设计了点火系统，并对无壳弹中心管进行了抗内压强度校核、抗挤压强度设计、螺纹抗剪切强度校核，最后给出了应用该无壳弹进行的高能气体压裂的实井应用效果情况．应用表明，无壳弹高能气体压裂技术已较为成熟，其应用效果好，具有良好的推广前景．     

遮弹层厚度对砂土中地冲击荷载的影响

土中自由场地冲击荷载是地下防护结构设计的基础。分别建立炸药在砂土和遮弹层中爆炸的精细化数值模型，对比分析所得地冲击荷载的计算结果与相关试验数据。在遮弹层爆炸模型中，改变遮弹层厚度，研究遮弹层比例厚度对地冲击荷载衰减及分布规律的影响。结果表明，两个模型的数值计算与试验数值吻合较好，验证了数值计算方法的可靠性。遮弹层比例厚度不改变爆心正下方地冲击应力峰值衰减系数，但对应力峰值大小有影响；遮弹层比例厚度越大，爆心正下方土中相同比例深度处的应力峰值越大。地冲击荷载水平分布也受遮弹层的影响，遮弹层比例厚度越大，距遮弹层底面比例距离大于0.15 m/kg1/3的平面上归一化竖向应力水平分布曲线越陡，进而得出考虑遮弹层厚度影响的地冲击荷载计算公式。     

两栖步枪双弹种通用发射器研究

针对普通步枪无法同时在陆上和水下发射的问题，设计了一款两栖步枪。在普通步枪基础上改进进弹口结构，通过轴向位置可变弹匣卡笋以及轴向可变位式抛壳挺的具体结构来实现不同弹种的进弹动作，从而实现兼顾发射陆上枪弹和箭形水下特种弹的功能。利用ADAMS软件对其进行了运动学仿真，验证所设计枪械可实现既定动作，这对于提高武器实用性和作战威力有重要意义，同时对枪械不同弹种切换具有重要参考价值。     

金属花岗岩复合材料抗高速弹体侵彻试验研究

针对高速动能弹的侵彻现象,对高速动能弹的遮弹材料金属花岗岩复合材料(MGCM)开展了试验研究. 研究表明:MGCM具有抗拉、抗压、抗剪强度高、冲击韧性高等优点,具有较好的抗弹体高速侵彻能力. 其高强、高冲击韧性、内部极不均匀等特性使弹体在侵彻过程中受力环境极为恶劣,容易发生磨蚀、弯曲、破碎、解体、侵彻轨迹偏转等现象,是较为理想的遮弹材料.     

无壳弹枪射击时动力匹配关系研究

为简化外界对新型无壳弹枪发射系统施加的约束，充分反映武器本身的动态性能，发射时，采用一根细绳将枪体吊起，从而建立起简化的新型无壳弹枪射击系统的物理模型，利用第二类拉格朗日方程建立了系统的数学模型，通过数值模拟，对该枪的动力匹配关系进行讨论，从而描绘出新型无壳弹枪的发射动力学特性，为进一步对该枪进行设计与评估提供理论依据。     

球壳板一次成型切割技术

大型球罐用球壳板为不可展曲面,且厚度往往达30 mm～50 mm,采用传统的下料方法无法得到要求精度的工件,为此大多都采用二次下料切割方法。采用反向法板料成形毛坯设计方法对公司生产中所使用的大型球罐用球壳板材进行了下料设计,建立了数据库,形成完整的球壳板一次成型工艺,有力支持了大型球罐的生产。     

关于扁球壳结构分析与厚度优化的一种新方法

本文对扁球壳在给定载荷下的厚度进行了优化设计。在结构分析中引入了与厚度,挠度,薄膜力有关的等效载荷q,将变厚度扁球壳的平衡方程比拟为在载荷q作用下的单位刚度的常厚板的微分方程,从而可直接利用板的初等函数基本解,使计算简化。由于结构分析的方法具有降维和运算速度快等优点,给优化设计带来了方便。本文利用了工程中常用而行之有效的改进复合形法作优化设计。对壳体的厚度进行的优化表明,优化的选代次数减少,速度加快,且能在微机上实现,可以在工程中实际应用。     

Anti-penetration performance of high entropy alloy-ceramic gradient composites

A high-entropy alloy-ceramic gradient composite of TiC-TiB₂/75vol% Al_0.3CoCrFeNi was successfully prepared by combustion synthesis under an ultra-high gravity field, which is a low-cost method with high efficiency. The ceramic particles were gradient distributed in the Al_0.3CoCrFeNi matrix, and the hardness of the composite material gradually decreased along the thickness direction. The anti-penetration performance of the gradient composites was simulated using the ANSYS/LS-DYNA explicit simulation program. The results demonstrate that the distribution of the ceramic particles strongly affected the mechanical properties and the anti-penetration performance of the composites. With the same total ceramic volume fraction, the gradient composites exhibit better anti-penetration performance than the corresponding ceramic-metal interlayer composites. The more uneven the ceramic distribution, the greater the elastic modulus and yield stress of the surface layer and, thus, the better the anti-penetration performance.     

功能梯度复合靶冲击毁伤研究进展

综述了以金属复合靶板、陶瓷/金属复合靶板为代表的功能梯度复合靶在弹丸撞击作用下的抗侵彻性能、破坏模式和毁伤机理等的国内外研究现状。分理论研究、实验研究和数值模拟三方面,重点讨论了靶板材料、靶板层数、组合方式及弹头形状等因素对靶板抗侵彻性能的影响。同时,结合作者前期相关工作,指出了当前研究工作中存在的不足,并提出了有待进一步研究的问题。     

基于SPH方法的球形弹丸撞击薄板研究

基于显示中心差分计算格式,应用光滑粒子流体力学方法(SPH)模拟计算了直径为6.35 mm铝球正撞薄铝板的过程,并将计算结果与闪光X射线照相系统所拍摄的结果相比较。对比研究结果大致得出了球形弹丸内部应力波传播的规律。并定性验证了靶板厚度与球形弹丸变形与破碎间的规律。所得结论为进一步深入研究弹丸破碎以及Whipple防护结构撞击极限取相参数优化提供一定的依据。     

泡沫铝夹芯板抗侵彻性能的数值研究

应用LS-DYNA 3D有限元软件数值研究了固支泡沫铝夹芯方板的抗侵彻性能。分析了面板厚度、芯层厚度、芯层相对密度及不同子弹形状对夹芯板抗侵彻性能的影响,以及不同撞击速度下夹芯板各组成部分的能量耗散机制。研究结果表明,增加面板厚度、芯层厚度或芯层密度均能有效提高夹芯板的抗侵彻能力;泡沫铝夹芯板抵抗锥形弹侵彻的能力最弱;在研究范围内面板吸收了绝大多数冲击能。研究结果对泡沫金属夹芯结构的工程应用有一定的参考价值。     

陶瓷复合靶侵彻问题的数值模拟研究

在质点网格法的基础上,提出了质点映射算法,给出了在欧拉算法下脆性材料累积损伤破坏的数值方法. 将陶瓷材料的JH-2损伤本构模型嵌入自主开发的MMIC-2D欧拉型爆炸与冲击问题数值模拟程序中,利用该程序对钨杆侵彻陶瓷复合靶板问题进行了数值模拟,获得了靶板的动态破坏过程图像,并分析了盖板和侧向约束对抗侵彻能力的影响. 数值模拟结果与实验结果吻合较好,验证了算法的有效性.     

陶瓷/芳纶纤维复合靶板防弹性能研究及结构改进

为了提高靶板防弹性能,提出一种由陶瓷和芳纶纤维复合材料构成的防弹结构。对陶瓷及芳纶纤维防弹性能有限元仿真分析的结果表明：陶瓷的弹孔面积大于纤维,陶瓷内部的形状比较粗糙而纤维则比较平滑,陶瓷吸能主要是通过自身的破碎和断裂及应力波的传递实现的,而纤维吸能则主要是通过自身的拉伸和延展将弹丸的动能转换为自身的弹性势能和断裂能。此外,基于陶瓷和芳纶纤维的抗侵彻原理,进行了复合靶板的结构设计,并利用NSGA-II算法对层间材料的厚度进行了优化,优化后复合靶板子弹的剩余速度降低了185 m/s,靶板的面密度降低了5.4 kg/m²,综合防弹性能得到了明显提高,为后续进行新型轻质防弹复合装甲的结构设计提供指导思路。     

地球的应力——球壳型重力应力的理论公式

Heim把地壳看作平板,用弹性力学方法求得平板型重力应力的理论公式。该文把地壳看成球壳,也用弹性力学方法求得球壳型重力应力的公式。两种理论公式中的铅垂应力计算公式几乎相同,而且被实践证明是正确的。但前者的水平应力计算公式与众多的实测资料相矛盾,而后者的水平应力计算公式能与众多实测资料相吻合。     

连续配筋水泥混凝土路面的温度翘曲应力研究

通过素混凝土板温度翘曲应力的Westergaard理论解和有限元数值解的对比,论证了素混凝土板计算模型的适用性,得到了板体自重对板的温度翘曲应力不产生影响这一重要结论.以三向弹簧模拟钢筋和混凝土之间的粘结,对素混凝土板中加入钢筋前后板体特征点位的温度翘曲应力变化情况作了计算分析,认为配筋层位、粘结刚度系数、温度梯度、板长、板厚及配筋率等参数对板中加入钢筋前后温度翘曲应力变化值的影响可以忽略.结果表明,Winkler地基模式下连续配筋路面单独板的温度翘曲应力可以沿用与其尺寸一致的普通水泥混凝土板的温度翘曲应力计算方法.     

深潜器耐压壳极限强度的模量算法

通过引入承压球壳变形的对称性假设,将承受均匀外压球壳的理论表达简化为筒形板及弹性基础梁的数学模型.引入参数,将切线模量理论等多种模量理论统一表达,在材料应力应变曲线的基础上,得到模量因子曲线和相应的解析表达式.以切线模量理论和双模量理论为例,将2种模量理论应用于钛合金球壳的承载力计算,并将计算值与实验结果进行比较,得出模量理论在耐压壳极限强度计算问题上的有效性和适用范围,为深潜器的初步设计提供参考.