典型小口径步枪弹侵彻明胶时空腔演化规律的实验研究

为了研究典型小口径步枪弹在侵彻明胶过程中空腔的形成与发展规律,实验中选用4℃/10%浓度配比,尺寸为300mm×300mm×300mm的明胶块作为靶标,并利用高速摄影进行拍摄测量。在100m射距下实验了3发SS1095.56mm步枪弹,获得3组空腔图像和压力波数据。通过对数据进行处理并与7.62mm步枪弹空腔图像数据对比分析得出:瞬时空腔最大直径在200~270mm范围内,脉动周期为11ms;瞬时空腔直径随侵彻时间呈半正弦波衰减曲线变化;杀伤元的形状对瞬时空腔的形状有显著影响,从而影响到杀伤威力的大小。      

射击角对步枪弹侵彻玻璃靶后运动的影响规律

为研究射击角对步枪弹侵彻玻璃靶板影响的规律,对步枪弹侵彻玻璃靶板进行数值模拟,并通过与试验结果对比,数值方法可真实再现弹头在侵彻玻璃过程中的运动行为.结果表明,弹头速度总体变化趋势是逐渐减小,对符合实际使用情况下的速度变化可按射击角分为（0°,5°,10°）（15°,20°）（25°,30°）3个速度梯度,每个梯度内的速度变化基本一致,加速度变化阶段分为4个阶段,呈现双峰现象,对不同射击角下的靶后攻角和速度矢量偏角分析发现,弹头稳定性可按射击角分为（0°,20°）（25°,50°）（55°,80°）3个区间,分别对应稳定飞行、一定扰动飞行、失稳3个状态,而且剩余动能与初始动能比值基本是随着射击角增大线性减小,总体是呈负相关减小趋势.      

球形破片对带软质防护明胶靶标侵彻机制研究

为揭示球形破片侵彻带软质防护明胶靶标的作用过程和机理,对球形破片侵彻带软质防护的弹道明胶进行了仿真与试验研究.结果表明：在球形破片撞击带纤维软防护明胶靶标瞬间,明胶的凹陷速度有个迅速的上升过程,在此期间钢球速度迅速衰减,防护层的破坏主要是以剪切破坏为主;随着钢球速度的不断减小,防护层纤维的拉伸变形越来越明显,钢球的动能开始大量转化为防护层的弹性势能,防护层的破坏主要是以拉伸破坏为主;防护层在未被击穿情况下,仍有明显的"背凸"现象,在明胶内部产生了典型的压力波效应,距明胶前表面40 mm处峰值压力在3.53 MPa左右,仍可对人体器官造成一定损伤.     

大口径机枪双头弹内弹道性能的理论分析

根据大口径机枪双头弹的运动和结构特点，描述了该双头弹完整的内弹道过程，提出了双头弹内弹道计算假设，应用双头弹内弹道计算方程，计算出了12.7mm对头弹膛内压力和两弹头速度的变化曲线，对某12.7mm双头弹，当质量、质量匹配、装药量、起动压力、药厚等参数变化时内弹道性能的影响进行了比较详细的分析，获得了一些重要结论。     

弹道修正防空弹药飞行最优控制方法研究

结合高炮弹药修正的特点,利用最优控制理论基于能量消耗最少的准则推导出弹道特征参数的控制策略。通过仿真得到了在固定起点和固定终点条件下,弹道修正弹最优飞行弹道倾角和速度随时间的变化曲线,以及弹丸变轨需要侧向过载的变化情况。结果表明侧向过载的变化情况符合脉冲力的变化规律,反映出该控制方法在一定程度上可满足弹道修正弹脉冲力的控制要求。     

高速分段弹的侵彻模型

该文通过对带铝套管的分段弹侵彻半无限钢靶的研究分析，以流体动力学和侵彻力学为基础，提出了一个分段弹垂直侵彻无限厚靶的简化模型。模型既考虑了分段体的刚性侵彻，也考虑了铝套管的作用，能较好地预测分段弹的侵彻，包括分段弹的侵彻规律和间隔大小，碰靶速度等因素对侵彻的影响，计算也表明在１８００－２０００ｍ／ｓ的速度范围内，分段弹的侵彻能力较连续杆有明显提高。     

三维编织复合材料抗侵彻性能--准静态侵彻实验与弹道侵彻有限元计算的对比

用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶／环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试，得到准静态侵彻载荷一位移曲线，并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现，复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受侵彻面伴有压缩和剪切破坏。由于弹道侵彻破坏很难测量侵彻过程中的侵彻功随侵彻位移的变化，这里用有限元程序LS—DYNA960并结合由准静态得到的破坏判据、复合材料力学性质常数模拟动态侵彻，对比准静态侵彻功一位移曲线和弹道侵彻模拟曲线，两者有较好的一致性，表明用该类复合材料的准静态侵彻性能模拟弹道侵彻性能有一定的可行性。     

基于修正质点弹道模型的双旋弹控制效果分析

针对一类固定鸭舵双旋弹,提出基于修正质点弹道模型的控制效果分析方法.将前体鸭舵滚转角作为控制量,在地面坐标系中建立了固定鸭舵双旋弹的6自由度外弹道模型.在鸭舵滚转角保持常值的条件下推导了动力平衡角计算公式,并得到修正质点弹道模型.给出了射程方向修正加速度和侧偏方向修正加速度的计算公式,并提出主导修正系数的定义.分析了主导修正系数对修正方向和修正距离的影响,说明该系数是决定固定鸭舵双旋弹控制效果的关键因素之一.仿真示例表明,用动力平衡角可以近似估算弹丸的攻角而且修正质点外弹道模型与6自由度外弹道模型的位置计算结果接近.      

钢破片侵彻靶板弹道极限速度研究

使用数值计算与试验相结合的方法,首先利用非线性显示动力分析有限元程序LS-NYNA,建立了钢破片侵彻靶板的有限元模型,然后设计弹道极限速度(V50)试验,得到大量的试验数据.通过对比模型与试验结果,验证模型计算的准确性.最后利用模型计算结果拟合了弹道极限速度经验公式,并验证了现有的几种不同材料靶板等效厚度公式的准确性.     

步枪弹撞击防护条件明胶时压力波特性的实验研究

为了研究防护条件下人员的钝性损伤机理,明确步枪弹撞击防弹衣后所产生压力波的特性,实验中采用4℃,10%浓度配比,尺寸为300 mm×300 mm×300 mm且附着NIJⅢ级防弹衣的明胶块作为模拟靶标,在100 m射距下射击3发5.56 mm SS109步枪弹。利用枪弹入靶速度和压力测试系统同步测试,共获得了3组靶标内部压力波数据。通过对数据进行处理和分析得出以下结论:(1)压力波峰值约为506 k Pa,上升时间约为13μs,持续时间约为60μs;(2)压力波的传播速度约为1 000 m/s,与子弹初速无关;(3)压力波峰值随传播距离增加呈指数衰减。     

弹头上膛线磨痕表面的分形模型

在发射子弹过程中,枪管膛线和弹头构成了枪械中最重要的摩擦副之一·理论分析和实验结果表明:随着枪支发射子弹量的增加,枪管膛线表面粗糙度增大,它对弹头表面磨损加剧,故弹头上膛线磨痕表面的分形维数D也将随着枪支发射子弹量而发生变化·根据实测数据得出分形维数D的动态方程,基于摩擦学原理和分形理论,提出了弹头上膛线磨痕表面的动态预测分形模型,其动态预测趋势与实验数据吻合·本文探索的目的在于通过分析弹头上膛线磨痕表面的变化特征来推断枪支的磨损程度·     

弹道模拟装置的理论与实验研究

报道近期研究的弹道模拟装置及相应的内弹道准两相流数学物理模型。对几种高能硝胺发射药进行了实验，给出了部分理论计算与实测的压力曲线。结果表明，该装置具有小巧、装填条件灵活、单发实验费用低等特点。理论模型及其计算软件可较准确地预估模拟装置内火药的动态燃烧。     

铝蜂窝夹芯三明治板弹道极限的实验研究

为研究铝蜂窝夹芯三明治结构的弹道防护特性,设计并实施了一系列速度在100~250 m/s之间的弹道冲击实验. 研究了在不同冲击速度、面板厚度、芯层密度和弹丸头部形状等条件下,该结构的能量吸收特性和弹道极限. 结果表明,铝蜂窝夹芯能有效提高三明治板的抗弹能力,并且对高速弹丸防护能力的提高作用更加显著. 在弹速相同的条件下,结构对平头弹丸的能量吸收低于圆头和尖头弹丸.     

弹带挤进膛线过程试验与仿真

选用膛线起始部径向磨损量作为衡量身管使用寿命的判别参数,并通过试验数据进行了验证。以身管材料PCr Ni Mo钢制作销试样,以弹带材料96黄铜制作盘试样,在MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验。模拟高温、高压和高速下弹带与膛线之间的磨损过程,测定不同滑动速度、接触压力和温度下PCr Ni Mo钢的磨损规律。采用经典内弹道公式计算滑动速度。建立弹带挤进膛线过程的有限元模型,选取膛线起始部不同部位的关键分析点,仿真其接触应力变化规律。在获取滑动速度和接触应力的基础上,生成膛线起始部各分析点的磨损速率和单发磨损量,为进一步预测身管寿命奠定良好的基础。     

内回转式凿岩机结构最优化

对 YT 27 型内回转式凿岩机动力过程进行了计算机仿真和实验室研究,进而用改进了的复合形法对凿岩机进行了优化设计,根据优化设计的结果改进了 YT 27 型凿岩机,又由凿岩机性能综合测试系统予以检验认定,证明文中推出的仿真与优化方法可行,使产品的性能有显著的增益。     

明胶膜的制备及性能

用浸涂的方法制备了明胶膜,测定了膜的机械性能、溶胀性能、对水的敏感性以及膜的含水量,并探讨了涂布温度、成膜液的pH、增塑剂甘油的添加量、交联剂的种类及添加量以及贮存环境湿度对明胶膜性能的影响。研究结果表明:用浸涂方法制备明胶膜时,w=0.12的明胶成膜液适宜的涂布温度为33~38℃;成膜液的pH在7左右时,膜的抗拉强度最大;随着增塑剂甘油用量增加,膜的抗拉强度下降,而断裂伸长率增大;交联剂甲醛和明矾都有明显的交联作用,但交联剂的添加量过多时,不适合用浸涂的方法制备膜;随着贮存湿度的增加,膜的抗拉强度和弹性模量逐渐降低,断裂伸长率和含水量呈递增趋势。     

Kevlar纤维叠层织物防弹机理和性能研究

选取多种形状的冲击体对Kevlar纤维叠层织物进行了弹道冲击实验.研究了Kevlar纤维受冲击时的表观破坏形态和微观损伤机理.结果表明:纤维的变形破坏随冲击物的形状和速度变化呈现出多形态、多阶段模式;纤维的微观变形形态为:除拉伸破坏外,断口处产生大量的侧向劈裂,并且呈现明显的塑性流动.同时研究了试样面密度、冲击速度等因素对材料防弹性能的影响规律.构建了材料防弹性能的一般方程.