活性破片战斗部威力评价方法

针对活性破片战斗部设计和威力指标论证,从活性破片毁伤机理和毁伤模式出发,提出了一种活性破片战斗部威力评价方法,并建立了相应的威力评价模型.算例分析表明,以燃油箱为打击目标,同口径活性破片战斗部威力半径比钢破片战斗部提高2.8倍.活性破片密度、单枚活性破片质量和杀伤动能等对活性破片战斗部威力半径有显著影响.增加活性破片密度、采用高格尼常数炸药,有利于进一步增大活性破片战斗部的威力半径.     

某型活性破片毁伤后效试验研究与分析

从活性破片的毁伤机理和毁伤模式出发,研究了单枚活性破片的杀伤概率与破片空间分布密度的关系;并通过试验的方法获得了活性破片对屏蔽燃油和炸药的毁伤能力。在此基础上分析和计算了某型导弹战斗部装填活性破片对轻型装甲车辆油箱和导弹发射车的毁伤威力。     

立方形破片对钢靶的穿甲威力研究

利用14.5 mm弹道枪通过六射弹弹道极限法,结合LS-DYNA数值计算法研究了8 g立方形钢破片和3 g、8 g立方形钨合金破片垂直侵彻Q235钢靶板的v50弹道极限速度,并分析了三种类型破片在v50弹道极限速度附近的穿甲机理、穿甲威力等。结果表明,三种破片在侵彻靶板时具有相同的穿甲机理,两种类型的钨合金破片具有良好的穿甲效果。在冲击比动能相差不大的情况下,贯穿5 mm靶时,破片材料的密度是影响穿甲威力的主要因素;而贯穿10 mm靶时,破片的密度和质量共同决定着破片的穿甲威力。     

活性破片能量输出特性实验研究

针对活性破片毁伤威力评估问题,提出了一种动态测量活性破片能量输出特性的方法,采用弹道发射的方式,实验测量了3种不同配方活性破片的能量输出特性.结果表明,活性破片在强碰撞载荷作用下会发生爆炸性反应并释放大量化学能,能量释放率与碰撞速度密切相关,当活性破片以约1500m/s的速度与目标碰撞时,所释放的化学能约为动能的5倍, 大幅提高了毁伤目标的能力.     

不同材料壳体装药对爆破威力影响分析

针对装药壳体材料对爆破威力影响,对典型复合材料壳体、D6A钢壳体装药在空气中的爆炸破坏效应进行了数值分析及试验研究.研究表明,同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸产生的空气冲击波超压较钢壳体装药大;碳纤维复合壳体装药爆炸不会产生破片对远距离目标造成破坏;而D6A钢壳体装药爆炸产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.进行了2种材料壳体装药在空气中爆炸毁伤威力对比试验,试验超压测量结果与数值计算结果相一致.     

线列式结构毁伤在弯曲载荷下的增益

为了提高破片杀伤战斗部在防空反导任务上的毁伤威力,研究了在弯曲载荷下线列式结构毁伤相较于聚焦式结构毁伤的毁伤效果增益。基于应力集中效应进行了理论分析,设计了模拟飞机外壳受这两种毁伤模式的结构等效靶标并对其在弯曲载荷下的应力分布进行了数值模拟计算和静力学实验验证。研究结果表明,相比于聚焦式结构毁伤,在相同载荷下线列式结构毁伤使目标结构内最大应力平均提高16%,达到屈服破坏所需的载荷平均减少18%。     

爆炸冲击波与杀伤破片对飞机目标相关毁伤效应的研究

本文以小型导弹战斗部为研究对象,研究了破片杀伤作用和爆破作用对飞机目标的相关毁伤效应问题,并依据实验结果,应用数理统计方法给出了“杀爆相关毁伤准则”的工程计算式。计算式可用来评价和计算有关战斗部的威力效应,可供战斗部设计时应用。     

复合纤维材料在预制破片弹上的应用

 为提高预制破片弹丸携带的有效载荷量,增强其综合毁伤威力,采用理论与试验相结合的方法对复合纤维材料代替金属材料作为预制破片包覆层的发射强度进行了计算分析。结果表明,在高过载条件下,碳纤维T700S和钢材料作为包覆层材料均能满足强度要求,而E玻璃纤维作为包覆层材料则不能满足。此外,使用复合纤维材料的成本也比钢材料要低。研究结果对复合纤维材料在相关弹药上的应用前景具有重要的参考意义。     

奥克托今基战斗部装药与壳体匹配关系的数值模拟

自然破片战斗部装药与壳体之间的匹配关系对破片的形成起着至关重要的作用,破片的数量直接影响战斗部的毁伤威力。本文以某HMX基浇注PBX炸药作为杀爆战斗部主装药,为研究主装药与壳体材料及厚度之间的匹配关系,建立简化缩比战斗部有限元模型,选取30CrMnSi、4340钢、45钢三种材质作为壳体材料,并设置每种壳体的厚度分别为5 mm、5.5 mm、6 mm、6.5 mm、7 mm,采用AUTODYN软件中的Stochastic随机破坏模型对自然破片战斗部的爆炸过程进行模拟。结果表明,当主装药浇注PBX炸药爆炸时,壳体厚度为6.5 mm的4340钢作产生的有效破片数量最多,为325 个,并且有效破片占破片总数的比例较优,达到43.10%;其动能大于98 J的破片数量最多,为276 个。研究结果可以为杀爆战斗部的设计提供一定理论支撑。     

基于图像分割的效应靶自动报靶系统研究

破片战斗部因其可产生大量杀伤破片群而被广泛应用。为了准确分析破片战斗部对效应靶的毁伤作用,解决人工统计方法效率低下且准确率低的问题,将数字图像处理技术应用于报靶工作中,提出基于偏微分方程方法的靶孔图像分割算法,完成了不同靶板上靶孔自动识别系统的设计。通过输入试验后钢靶和网靶图像后,系统自动生成包含破片孔数量、尺寸、位置分布等参数的统计结果及标识靶孔边界的靶板图片,实现了自动报靶功能。     

碳化硅及氧化铝陶瓷反应装甲附带损伤研究

对SiC和Al_2O_3陶瓷反应装甲的附带损伤效应进行了试验。试验结果表明,SiC陶瓷破片平均直径要小于Al_2O_3陶瓷破片的平均直径;Al_2O_3陶瓷破片所造成的冲塞穿孔密度最高可达SiC陶瓷破片穿孔密度的7.6倍。经计算,Al_2O_3飞板破片初速为927.81 m/s,SiC飞板破片初速879.59 m/s,Al_2O_3陶瓷破片的极限杀伤距离为10.06 m,SiC陶瓷破片为5.15 m。等效厚度的SiC反应装甲的附带损伤效应要低于Al_2O_3陶瓷反应装甲的附带损伤效应。     

准脆性材料的细观损伤演化模型

针对以缺陷密度为参量的细观损伤演化模型的局限性 ,着重研究了微裂纹尺寸对损伤演化的影响。提出了含三相正交分布等尺寸微裂纹的准脆性材料稳定扩展的细观损伤演化模型。给出了微裂纹特征尺寸随应力变化的显式表达式 ,并由此得到了含微裂纹的准脆性材料损伤本构关系。通过实例 ,对初始含有相同密度、不同尺寸和数量的微裂纹的两种混凝土材料在单向拉伸载荷下的损伤演化进行了数值计算和比较。结果证实 :含大尺寸微裂纹的材料损伤发展较快 ,相应地 ,加载到同一应力水平时 ,具有较大的应变     

硫酸铈诱导果蝇氧化应激及细胞凋亡的研究

本实验主要研究了稀土硫酸铈（Ce（SO4）2）对果蝇氧化应激生物标记物和细胞凋亡的影响.果蝇培养在不同质量浓度（1,4,16,64,256,1 024 mg/L）的硫酸铈培养基中,分别测定其SOD,CAT和脂质过氧化产物（即MDA含量）,同时用彗星电泳和体外切割DNA实验来检测果蝇细胞中DNA损伤程度,用DNA Laddering法和TUNEL法测定稀土元素Ce对果蝇细胞凋亡的影响.与对照组相比,当Ce（SO4）2质量浓度低于16 mg/L时,果蝇体内SOD和CAT活性显著增加,MDA含量变化不明显;而当Ce（SO4）2质量浓度高于16 mg/L时,SOD和CAT活性明显下降,MDA含量上升.彗星电泳的结果表现为随着硫酸铈剂量的递增,果蝇中肠细胞的彗星率、彗星尾长和Olive尾矩增加,并表现为明显的剂量效应关系.果蝇体外实验结果表明,硫酸铈能打断DNA,使其片段化;同时,TUNEL结果显示果蝇中肠细胞呈现凋亡细胞的特征性蓝绿色颗粒,但DNA琼脂糖电泳没有表现出细胞凋亡特征性的梯形条带图谱.硫酸铈诱导果蝇的氧化应激可以使果蝇中肠细胞SOD和CAT活性降低,MDA含量上升,使中肠细胞出现凋亡特征.由此推断,硫酸铈可诱导果蝇细胞中遗传物质的损伤,对果蝇有一定的氧化毒性和遗传毒性作用．     

钢纤维增强聚合物改性混凝土的疲劳损伤行为

对钢纤维增强聚合物改性混凝土这种新材料的弯曲疲劳损伤特性进行了试验和理论研究,并且和钢纤维增强混凝土进行了对比.通过合理定义损伤变量,由试验测定了新材料和钢纤维增强混凝土的疲劳损伤及其演化规律;根据疲劳累积损伤理论,提出了新形式的疲劳损伤演化方程,与试验结果对比,该方程能较好地反映新材料的损伤演化规律.对两种混凝土材料在相同加载应力水平下的疲劳损伤演化行为进行了比较,结果表明钢纤维增强聚合物改性混凝土比钢纤维增强混凝土具有更好的抗疲劳性能.     

2-3km/s初速下圆形破片对金属薄靶的侵彻效应分析

针对2 ～3 km/s初速条件下破片对金属薄靶的侵彻开展了实验和数值模拟研究,用LS-DYNA软件对该速度段下弹丸侵彻金属靶板的过程进行数值模拟,采用爆轰驱动装置发射钢质球形弹丸进行试验研究.分析了不同工况下靶板的毁伤模式,并与600 ～ 800 m/s这一低速段下靶板的毁伤模式进行对比分析.结果表明:数值模拟跟实验吻合较好,在该速度段下,球形钢质弹丸对靶板的毁伤模式主要为穿孔;垂直撞击时在靶板上形成延性扩孔,而在低速度段下,靶板上形成的穿孔直径几乎跟弹丸直径一样,没有形成延性扩孔;垂直侵彻时在钢靶上形成的扩孔直径比在铝靶上形成的扩孔直径大.     

Lemaitre损伤模型的两种数值算法及其对比

基于Lemaitre损伤模型,采用2种简化的本构积分算法,对三维应力状态下各向同性塑性损伤问题进行计算。利用MATLAB语言编写相应的求解程序,分析不同应力状态下材料的损伤破坏过程,对比2种算法的计算精度与计算效率。结果表明:2种本构积分算法的计算结果均与理论解一致,能够适用于复杂应力状态下三维结构损伤与破坏分析;相比于应力与损伤耦合更新的算法,在增量步内将应力与损伤解耦更新的弱耦合算法可以更好地提高计算效率。     

聚氯乙烯树脂层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析聚氯乙烯树脂保护层存在条件下的碎片抛射与破坏目标的过程,提出碎片穿透保护层的厚度与动能消耗的计算模型,并根据碎片抛射方程确定碎片碰撞及引发目标连锁破坏的概率。以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明:保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性,目标连锁破坏概率由于目标穿透破坏概率的下降而平均降低了约4个数量级。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了99%。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的合理选材与设计提供理论依据,为降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

一步法合成纳米CeO2溶胶及其分散稳定机理

针对胶溶法制备纳半分散体时条件严格、过程繁琐的问题,以硝酸过量的Ce(NO3)3溶液和氨水为反应物,在低pH值条件下,通过一步法合成了在水介质和乙酸乙酯介质中稳定分散的亮黄色透明的纳米CeO2胶体分散体;讨论了表面活性剂(DBS)用量与萃取率的关系,得出了用乙酸乙酯萃取时Ce(NO3)3溶液与DBS用量的最佳比.电镜照片观察到,CeO2纳米粒子在水介质和乙酸乙酯介质中均呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为3～5nm.初步研究探讨了在两种介质中稳定分散的机理.     

关于球面空间中度量加的两个几何不等式

利用距离几何的理论与方法研究了关于球面空间中度量加的几何不等式问题,建立了关于球面空间中度量加的两个新的几何不等式,推广了球而单形度量加的一些重要结果.