靶板厚度对12.7 mm穿燃弹剩余速度和断裂特性的影响

1

作者 王奕鑫 胡雪垚 +2 位作者 沈飞 屈可朋 肖玮 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期57-62,69,共7页

为了获得12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi钢板的剩余速度和断裂特性,开展了12.7 mm穿燃弹侵彻不同厚度30CrMnSi靶板的试验研究,分别利用激光测速和测速靶测量了弹心穿靶前后的速度,通过改变靶厚获得了12.7mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的极限穿深... 为了获得12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi钢板的剩余速度和断裂特性,开展了12.7 mm穿燃弹侵彻不同厚度30CrMnSi靶板的试验研究,分别利用激光测速和测速靶测量了弹心穿靶前后的速度,通过改变靶厚获得了12.7mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的极限穿深。然后使用LS-DYNA动力学软件,利用FEM网格与SPH粒子相结合的数值模拟方法对12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi靶板的过程进行了仿真计算。最后利用穿甲力学理论对穿燃弹的侵彻深度、剩余速度和不同厚度靶板的弹道极限进行了理论计算。结果表明:弹心剩余长度随着靶板厚度的增加而增加,弹心的侵蚀区域由弹身部位逐渐向弹尾移动,弹性区域逐渐扩大,并且随着靶板厚度的增加,靶板的弹道极限也随之增加,弹心侵彻靶板后的剩余速度逐渐降低,根据理论计算,12.7 mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的理论侵彻深度约为27.7 mm,与试验结果相符。 展开更多

关键词 穿燃弹 靶板 侵彻 断裂特性

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不同尺寸HMX基压装装药的烤燃特性

2

作者 董泽霖 屈可朋 +2 位作者 胡雪垚 肖玮 王奕鑫 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期138-147,共10页

为了研究装药尺寸对压装装药烤燃特性的影响,针对HMX基压装装药,建立了压装装药烤燃过程的计算模型,利用Fluent软件对不同装药尺寸的烤燃样弹进行了数值模拟,计算了不同升温速率下装药尺寸对压装装药点火位置、响应温度和响应时间的影... 为了研究装药尺寸对压装装药烤燃特性的影响,针对HMX基压装装药,建立了压装装药烤燃过程的计算模型,利用Fluent软件对不同装药尺寸的烤燃样弹进行了数值模拟,计算了不同升温速率下装药尺寸对压装装药点火位置、响应温度和响应时间的影响规律。结果表明:在同一升温速率下,HMX基压装炸药装药长径比为1.0时,装药中心响应温度均为最高;装药长径比大于1.0时,装药中心点火温度均随长径比的增加而降低;当长径比增大到一定程度时,装药中心的响应温度趋于恒值。装药的点火位置由升温速率和装药尺寸共同决定,且装药端面与曲面的传热量之比与长径比的平方成反比。当升温缓慢或长径比较小时,装药的点火位置位于装药中心;当升温速率较高且长径比较大时,装药的点火位置逐渐远离装药中心。 展开更多

关键词 HMX基炸药 压装装药 烤燃试验 装药尺寸

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三维FEM与SPH结合算法在穿燃弹侵彻靶板中的应用研究

3

作者 王奕鑫 胡雪垚 +2 位作者 董泽霖 肖玮 屈可朋 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期225-231,294,共8页

三维FEM与SPH粒子相结合的仿真算法在子弹侵彻靶板的研究中发挥了重要的作用,可以避免在强冲击计算中FEM网格出现大变形的问题,为了掌握三维FEM/SPH算法的优缺点,开展12.7 mm穿燃弹弹芯侵彻Q235靶板的数值仿真研究,选择二维FEM算法和三... 三维FEM与SPH粒子相结合的仿真算法在子弹侵彻靶板的研究中发挥了重要的作用,可以避免在强冲击计算中FEM网格出现大变形的问题,为了掌握三维FEM/SPH算法的优缺点,开展12.7 mm穿燃弹弹芯侵彻Q235靶板的数值仿真研究,选择二维FEM算法和三维FEM算法与其进行对比,通过分析侵彻深度、压力和塑性应变的影响范围、计算效率等,得到了以下结论:3种算法在计算侵彻深度方面相差无几,三维FEM算法相比其他算法计算的压力更加准确,而SPH粒子法不擅长计算靶板压力;子弹侵彻靶板过程中的侵蚀范围不超过5倍弹芯半径;二维FEM算法计算效率最高,适合用于调整模型和材料参数,而三维FEM/SPH结合的算法则更适合输出计算效果图。 展开更多

关键词 12.7 mm穿燃弹 侵彻 数值仿真 SPH

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约束方式和强度对HMX基压装含铝炸药慢烤响应特性的影响 被引量：1

4

作者 董泽霖 屈可朋 +2 位作者 胡雪垚 沈飞 肖玮 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期897-904,I0009,共9页

为了获取不同约束方式和强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃响应特性,以典型超音速钻地/侵爆战斗部为背景,设计了装药长径比为5∶1的缩比烤燃弹;开展了无约束和不同约束强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃实验;获取了无约束条件下HMX基压装... 为了获取不同约束方式和强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃响应特性,以典型超音速钻地/侵爆战斗部为背景,设计了装药长径比为5∶1的缩比烤燃弹;开展了无约束和不同约束强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃实验;获取了无约束条件下HMX基压装含铝炸药的反应过程,以及不同壳体壁厚(4、10、16和20mm)与端盖螺纹长度(10、12和14mm)时装药反应烈度的变化规律。结果表明,慢速烤燃条件下该HMX基压装含铝炸药反应包括生成气体、端面燃烧、火焰熄灭3个阶段;烤燃弹约束强度影响装药烤燃时间和点火温度,进而影响烤燃弹内部反应压力增长,最终导致不同的反应等级;当螺纹长度(L)为14mm时,壳体厚度(δ)由4mm增加至20mm,反应等级由爆燃发展为爆炸而后降低为燃烧;当壳体壁厚(δ)为10mm时,螺纹连接长度(L)由10mm增加至14mm,烤燃弹反应等级由燃烧转变为爆炸;当壳体壁厚(δ)与等效壳体壁厚(δe)相当时,烤燃弹约束强度较为均匀,有利于反应压力的不断增长,最终导致烤燃弹发生更为剧烈的爆炸反应。 展开更多

关键词 爆炸力学 HMX基压装含铝炸药 慢速烤燃 约束强度 响应特性

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升温速率对HMX基大长径比压装装药烤燃特性的影响研究 被引量：2

5

作者 董泽霖 屈可朋 +1 位作者 胡雪垚 肖玮 《火工品》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期56-60,共5页

为了研究升温速率对大长径比压装装药烤燃响应特性的影响,针对长径比为5∶1的HMX基压装炸药装药开展了不同升温速率(0.055~5.000℃·min^(-1))的烤燃试验,获取了炸药装药点火时间、点火时刻不同位置的温度。建立了炸药烤燃过程的计... 为了研究升温速率对大长径比压装装药烤燃响应特性的影响,针对长径比为5∶1的HMX基压装炸药装药开展了不同升温速率(0.055~5.000℃·min^(-1))的烤燃试验,获取了炸药装药点火时间、点火时刻不同位置的温度。建立了炸药烤燃过程的计算模型,计算了不同升温速率下炸药装药的点火位置、温度分布和点火时间。结果表明:随着升温速率的增加,点火时刻装药中心区域温度逐渐降低,边缘区域温度逐渐上升;点火区域由位于装药中心的椭圆形逐渐变为哑铃形,最后成环状分布于装药边缘区域;点火位置和装药内部温度分布是影响装药反应烈度的重要因素。 展开更多

关键词 HMX基炸药 压装装药 数值模拟 烤燃试验 升温速率

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炸药装药烤燃特性的尺寸及约束效应研究进展 被引量：1

6

作者 董泽霖 屈可朋 +1 位作者 胡雪垚 肖玮 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-10,共10页

烤燃试验是评价炸药装药安全性的重要考核项目,研究炸药装药烤燃过程的响应特性,进而指导工程设计是目前研究的热点。从炸药装药尺寸、长径比、壳体材料/厚度、泄压结构、物理界面及自由空间等方面,对国内外相关研究进行了综述和分析。... 烤燃试验是评价炸药装药安全性的重要考核项目,研究炸药装药烤燃过程的响应特性,进而指导工程设计是目前研究的热点。从炸药装药尺寸、长径比、壳体材料/厚度、泄压结构、物理界面及自由空间等方面,对国内外相关研究进行了综述和分析。分析结果表明,缩比弹结构与实弹结构差异大、试验过程实测参量少、小尺寸试验结果难以预估全尺寸实弹的问题是未来需要重点解决的问题。 展开更多

关键词 炸药装药 烤燃试验 装药尺寸 约束条件 数值模拟

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考虑应变率及密度影响的含铝PBX炸药本构模型 被引量：4

7

作者 胡雪垚 聂贻韬 +2 位作者 沈飞 肖玮 屈可朋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期631-636,共6页

为了揭示较宽应变率范围内,密度对某RDX基含铝PBX炸药压缩力学行为的影响规律,分别采用电子万能试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)进行了准静态和动态压缩试验,获取了不同密度(1.65、1.70和1.74g/cm^(3))炸药在不同应变率(0.01、400、... 为了揭示较宽应变率范围内,密度对某RDX基含铝PBX炸药压缩力学行为的影响规律,分别采用电子万能试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)进行了准静态和动态压缩试验,获取了不同密度(1.65、1.70和1.74g/cm^(3))炸药在不同应变率(0.01、400、800和1300s^(-1))下的压缩应力—应变行为。结果表明,该含铝PBX炸药的力学响应具有明显的应变率敏感性和密度依赖性;随着密度的增加,弹性模量和峰值应力基本呈线性增大,其中峰值应力的增大程度随应变率增加而减小(74.89%、63.51%、44.46%及26.79%);随着对数应变率的增大,弹性模量和峰值应力均表现为指数递增趋势。考虑应变率和密度对材料弹性模量及峰值应力的影响,建立了含损伤的黏弹塑性本构模型,拟合结果与试验结果吻合良好。表明该模型能够准确地描述较宽应变率范围(0.01~1300s^(-1))内、不同密度条件下含铝PBX炸药的压缩应力—应变行为。 展开更多

关键词 材料力学 RDX 含铝PBX炸药 HOPKINSON压杆 应变率 高聚物黏结炸药 本构模型

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复合式侵彻体斜侵彻多层钢靶弹道研究 被引量：2

8

作者 屈可朋 吴翰林 +2 位作者 郭洪福 肖玮 胡雪垚 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期45-50,共6页

为优化弹体头部外形,减小侵彻过程头部侵蚀对弹道偏转的影响,进而提升弹体斜侵彻多层靶弹道稳定性,设计了一种复合式侵彻体,利用ANSYS/LS-DYNA,计算了复合式侵彻体以500~800 m/s速度侵彻3层间隔钢靶的弹道偏转情况,对比了复合式与整体... 为优化弹体头部外形,减小侵彻过程头部侵蚀对弹道偏转的影响,进而提升弹体斜侵彻多层靶弹道稳定性,设计了一种复合式侵彻体,利用ANSYS/LS-DYNA,计算了复合式侵彻体以500~800 m/s速度侵彻3层间隔钢靶的弹道偏转情况,对比了复合式与整体式侵彻体弹道偏移量,探讨了帽罩材质对复合式侵彻体弹道的影响机制,并进行了实验验证。结果表明:在500~800 m/s速度范围内,复合式侵彻体侵彻各层及最终弹道偏移量均明显小于整体式侵彻体,随着侵彻速度由500 m/s增加至800 m/s,弹道稳定性分别提升54%、50%、60%和32%;在500 m/s侵彻速度下,35CrMnSiA帽罩复合式侵彻体弹道偏移总量略小于93WNiFe帽罩复合侵彻体,当速度增大至800 m/s时,93WNiFe帽罩复合式侵彻体的弹道最终偏移量小于35CrMnSiA帽罩复合式侵彻体。 展开更多

关键词 复合式侵彻体 斜侵彻 侵彻弹道 多层钢靶

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平面编织复合材料薄板的高速小质量冲击性能 被引量：2

9

作者 胡雪垚 张晓琼 +1 位作者 郭伟国 惠旭龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,84,共8页

为了研究平面编织复合材料薄板在高速小质量弹丸冲击作用下的响应及动态力学性能,本文基于ABAQUS软件平台建立了相应的有限元分析模型,该模型选用修正后的Hashin准则和最大应变准则进行单层板面内的损伤判断,利用Cohesive界面单元模拟... 为了研究平面编织复合材料薄板在高速小质量弹丸冲击作用下的响应及动态力学性能,本文基于ABAQUS软件平台建立了相应的有限元分析模型,该模型选用修正后的Hashin准则和最大应变准则进行单层板面内的损伤判断,利用Cohesive界面单元模拟层间分层损伤,并根据不同失效模式折减相应的材料参数。通过与试验对比发现:有限元模拟结果与试验结果吻合较好,说明该模型能较好地预测平面编织复合材料薄板的冲击响应及性能;高速小质量弹丸冲击是由弯曲波和剪切波控制的动态响应问题,接触力与挠度的变化是不同步的,且应力波在传播过程中不断衰减;复合材料薄板在冲击过程中有明显的失稳现象,因此变形区域的动能和应变能在吸能中占据了较大的比例;复合材料薄板冲击后的凹坑会在两小时内发生一定程度的回弹,之后则保持稳定。 展开更多

关键词 平面编织 修正后的Hashin准则 抗冲击性能 应力波 凹坑回弹

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考虑纤维束弯曲的缎纹织物面内压缩行为分析 被引量：1

10

作者 胡雪垚 郭伟国 +3 位作者 郭辉 刘洪权 张楠 张晓琼 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期10-16,共7页

基于弹性弯曲波理论分析了应力波在复合材料内部的传播规律,并针对四枚缎纹织物复合材料,进行了准静态和动态验证实验研究。研究表明,在面内压缩载荷作用下,纤维束交织程度越高,材料压缩强度越低,说明织物复合材料的细观结构对其面内力... 基于弹性弯曲波理论分析了应力波在复合材料内部的传播规律,并针对四枚缎纹织物复合材料,进行了准静态和动态验证实验研究。研究表明,在面内压缩载荷作用下,纤维束交织程度越高,材料压缩强度越低,说明织物复合材料的细观结构对其面内力学性能有重要影响。发现准静态载荷作用下试样主要为整体剪切破坏,且剪切断裂发生于加载方向纤维束的弯曲起始段;而动态载荷作用下,试样的主要损伤模式为分层,在应力波的作用下分层损伤沿纤维束间的界面扩展,同时伴随有纤维束弯曲起始段的剪切断裂。 展开更多

关键词 缎纹织物 HOPKINSON压杆 面内压缩 弯曲波

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被动围压下浇注PBX炸药的动态力学性能研究 被引量：1

11

作者 胡雪垚 沈飞 +1 位作者 肖玮 屈可朋 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期25-28,34,共5页

为获取一种浇注PBX炸药在被动围压加载下的动态力学性能,采用基于分离式霍普金森杆系统的被动围压试验装置开展了不同应变率(200、600 s^(-1))下该浇注PBX炸药的力学性能测试,并通过改变围压管壁厚(4、10 mm)分析了围压应力对试样轴向... 为获取一种浇注PBX炸药在被动围压加载下的动态力学性能,采用基于分离式霍普金森杆系统的被动围压试验装置开展了不同应变率(200、600 s^(-1))下该浇注PBX炸药的力学性能测试,并通过改变围压管壁厚(4、10 mm)分析了围压应力对试样轴向应力的影响。结果表明:随着应变率和围压管壁厚的增加,被动围压下浇注PBX炸药的轴向应力(给定轴向应变)和围压应力(给定轴向应力)均呈增大趋势;且轴向应力随围压应力的增加呈指数增加。拟合得到被动围压下屈服点轴向应力与约束比之间的函数关系,与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 浇注PBX炸药 被动围压 应变率 围压应力

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D字异型弹体斜侵彻多层钢靶弹道研究

12

作者 胡雪垚 屈可朋 肖玮 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期95-100,共6页

针对异构型武器平台设计了一种上下不对称的D字异型弹体,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件分析了弹体侵彻三层间隔钢靶的弹道偏转规律,获取了侵彻速度(400 m/s、600 m/s、800 m/s)、侵彻着角(0°、10°、20°)以及弹尖高度(0~1.... 针对异构型武器平台设计了一种上下不对称的D字异型弹体,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件分析了弹体侵彻三层间隔钢靶的弹道偏转规律,获取了侵彻速度(400 m/s、600 m/s、800 m/s)、侵彻着角(0°、10°、20°)以及弹尖高度(0~1.7 mm)对弹道偏移距离的影响。结果表明,随侵彻着角减小或者侵彻速度增大,D字异型弹体的弹道稳定性均呈提高趋势,其中10°着角下,侵彻速度对弹道稳定性的影响最为显著;在400 m/s、10°着角下,随弹尖高度由0 mm升高至1.7 mm,弹道总偏移距离呈现先减小再反向增大的变化趋势,且在0.8~1.1 mm时变化显著。 展开更多

关键词 D字异型弹体 侵彻 间隔钢靶 弹道偏转 有限元

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微小型无人机失坠对人体头部损伤分析 被引量：1

13

作者 吴倩 郭伟国 胡雪垚 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期283-289,共7页

目的评估微小型无人机由于意外失控坠落对人体特别是头部造成的伤害。方法采用ABAQUS软件进行动力学数值仿真分析,将无人机简化成不同几何形状自由下落撞击人体头部,分析撞击对人体头部的损伤度。基于人体生物组织性能参数的检索与分析... 目的评估微小型无人机由于意外失控坠落对人体特别是头部造成的伤害。方法采用ABAQUS软件进行动力学数值仿真分析,将无人机简化成不同几何形状自由下落撞击人体头部,分析撞击对人体头部的损伤度。基于人体生物组织性能参数的检索与分析,对人体头颈部通过质量-弹簧系统建模简化,头部则以实际头皮板质细节建模。结果质量为0.5 kg、下落高度为10 m时,圆盘形无人机简明损伤定级评分(abbreviated injury scale,AIS)为1.04,圆球形和锥形无人机AIS分别为1.95和2.48。若几何形状相同,随着质量和坠落高度的增加,头部冲击加速度和AIS均增加。无人机以不同角度撞击人体头部时,圆盘形无人机冲击加速度和AIS最小,损伤程度最小;圆球形和锥形无人机冲击加速度和AIS差别较小,但损伤度较大。结论微小型无人机失控坠落撞击时,无人机的坠落质量、高度及接触形状对人体头部的损伤度均有显著影响。 展开更多

关键词 微小型无人机 坠落 撞击 头部损伤

原文传递

两次冲击作用下压装炸药损伤规律研究

14

作者 张萌昭 屈可朋 +2 位作者 周涛 沈飞 胡雪垚 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期30-36,共7页

针对装药在多次冲击作用下易产生结构损伤,进而形成热点,引起战斗部提前点火甚至起爆的问题,采用一级轻气炮为加载源,设计了冲击加载模拟实验装置,分别开展了单个10 mm、单个12 mm、两个10 mm和两个12 mm厚端盖4种工况的冲击加载试验。... 针对装药在多次冲击作用下易产生结构损伤,进而形成热点,引起战斗部提前点火甚至起爆的问题,采用一级轻气炮为加载源,设计了冲击加载模拟实验装置,分别开展了单个10 mm、单个12 mm、两个10 mm和两个12 mm厚端盖4种工况的冲击加载试验。结合仿真模拟和扫描电子显微镜(SEM),获取了装药内部应力分布规律及损伤特征,分析了加载次数对装药损伤的影响。结果表明:与单次冲击加载相比,炸药在连续两次冲击加载条件下损伤模式仍以拉伸断裂为主;但试样表面裂纹条数增多、分布范围更广、拉伸波叠加以及损伤演化速率提高等因素使得二次冲击加载时炸药内部微裂纹更易发展成为宏观裂纹。 展开更多

关键词 冲击 压装炸药 微观损伤 轻气炮 损伤演化

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