椭球型罩聚能装药侵彻混凝土的数值模拟研究

基于有限元法中心差分包软件LS-DYNA-970的平台上对三种椭球罩型聚能装药侵彻素混凝土试样的问题进行了3-D数值仿真研究。研究揭示了各种情况下金属侵彻体的形成过程和侵彻过程的机理。研究表明在药罩口径相同的前提下,椭球体长轴较长的装药结构在爆炸荷载作用下能形成头部速度高。弹身长径比大、整体质量分布合理的射流侵彻体,但其扩孔效果较差。在分析混凝土受力失效过程的同时,获得了在金属射流在不同侵彻深度下,混凝土的开孔孔径大小的数值结果。计算结果与文献中的实验数据相比吻合较好。     

穿甲弹侵彻铝合金靶板数值模拟研究

在非线性显示动力分析有限元程序LS-DYNA中,采用Lagrange算法,靶板材料选择适合金属侵彻问题的Johnson-Cook模型和Gruneisen状态方程,建立了穿甲弹侵彻2519A-T87铝合金靶板的四分之一有限元模型.通过穿甲弹侵彻靶板的模拟结果,分析靶板在穿甲过程中的温度和剪切应力的分布及变化规律,为揭示铝合金的绝热剪切带的形成机理提供依据.     

三种典型聚能射流侵彻靶板数值模拟

聚能射流根据其装药结构及药型罩参数不同可以分为锥形罩装药、亚半球罩装药以及K型装药。利用有限元软件LS-DYNA对三种典型聚能射流的成型及侵彻过程进行了数值模拟。分别计算了三种不同类型的聚能装药射流的成型及对均质装甲钢的侵彻过程及结果参数,并对计算结果进行了简要地分析。结果表明K装药射流对靶板侵彻深度及孔径较为合理,是一种性能优异的破爆型串联战斗部聚能装药结构。     

用ALE方法实现射流侵彻靶板的三维数值模拟

为了给一些非轴对称成型装药的设计提供一种有效的计算手段,需要对射流侵彻靶板进行三维数值模拟。采用软件ＬＳ－ＤＹＮＡ中的ＡｒｂｉｔｒａｒｙＬａｇｒａｎｇｅ－Ｅｕｌｅｒ描述法。成功地实现了切割器射流器射流切割靶板的三维数值模拟,计算结果与实验吻合。     

岩石中侵彻与爆炸作用的破碎区速度场

为了解决空腔膨胀理论在研究介质中侵彻与爆炸破碎区过程存在的问题及分析其产生的原因,从破碎区应力与变形状态的实际出发,运用动量与质量守恒关系,推导出介质破碎区运动学的关系式,在此关系式基础上,给出侵彻、贯穿比例换算关系和爆炸破碎区的几何相似关系等简单实用结果,应用于构造特性的材料中。     

弹体对钢板-混凝土板的贯穿计算问题

讨论了钢板-混凝土板中钢板对贯穿过程的影响.根据钢板-混凝土板多阶段变形与破坏状态和能量在时间、空间上的分配差异,提出了钢板-混凝土板的变形与破坏模型,确定了钢板膜力参数,从而给出了弹体和贯穿块的运动方程.得出了钢板的加入使弹体的侵彻深度明显减小的结论.     

大长径比杆条对钢板高速斜侵彻过程及其应力波传播特性研究

利用非线性动力有限元分析程序,对大长径比杆条高速斜侵彻钢板的过程进行了数值模拟,分析了侵彻过程中重要物理量的变化情况,并探究了侵彻过程中应力波的传播特性,得到了一些符合实际的结果.     

一种新型压电加速度传感器研究

针对大长径比弹丸高速侵彻中刚体过载信号与高频振动信号混叠带来目标难以识别的问题,研究一种具有开关特性的压电加速度传感器;建立了该传感器的力学模型并对其特性进行了研究. 利用相对比较法对新型加速度传感器及普通加速度传感器进行了冲击试验. 实验测试结果表明,所设计的压电加速度传感器可衰减高频振动信号,有利于侵彻过程中目标信息的获取与识别.      

完井射孔三维有限元模拟

采用LS-DYNA3D有限元分析软件ALE算法,对油气井射孔弹的爆炸成形过程及射流侵彻套管及岩层过程进行了模拟计算. 计算给出了射流形成过程、射流速度分布曲线、药型罩动能随时间的变化曲线. 计算中射孔弹发生侵彻的时间是14 μs,射流头部最大速度达到5 558 m/s,药型罩动能为5 300 J. 通过LS-DYNA中失效应变的定义实现混凝土及岩层的破碎情况,计算发现射流侵彻能力随着混凝土及岩层靶板失效应变的增大而降低;失效应变越大则消耗射流能量越大.     

计及弹型对防弹钢板抗侵彻能力的数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力进行数值模拟。对比数值模拟结果与试验结果,表明采用塑性随动强化模型和Johnson-Cook模型能够较好地模拟子弹对金属类延性材料的侵彻能力。进一步采用数值分析方法分析了弹型、弹速及弹的长径比对钢板的侵彻能力的影响。