爆炸破片侵彻钢_陶瓷_铝复合板的数值计算研究
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步枪弹侵彻带软硬复合防护明胶靶标的数值模拟
作者:罗少敏, 徐诚, 陈爱军, 张晓云, 刘苏苏, LUO Shao-min, XU Cheng, CHEN Ai-jun, ZHANG Xiao-yun, LIU Su-su
作者单位:罗少敏,徐诚,张晓云,刘苏苏,LUO Shao-min,XU Cheng,ZHANG Xiao-yun,LIU Su-su(南京理工大学机械工程学院,江苏南京,210094), 陈爱军,CHEN Ai-jun(南京理工大学理学院,江苏南京,210094)
刊名:
兵工学报
英文刊名:Acta Armamentarii
年,卷(期):2014,35(8)
引用本文格式:罗少敏.徐诚.陈爱军.张晓云.刘苏苏.LUO Shao-min.XU Cheng.CHEN Ai-jun.ZHANG Xiao-yun.LIU Su-su步枪弹侵彻带软硬复合防护明胶靶标的数值模拟[期刊论文]-兵工学报 2014(8)。
接触爆炸作用下薄板的破坏及影响参数在工程实践中,爆炸作用下的薄板破坏是一种常见的现象,经常发生在建筑物、桥梁、船舶、飞机等结构物上。
在爆炸作用下,薄板被瞬间激起的压力波和冲击波冲击,会导致其出现不同程度的破坏,甚至使结构物彻底崩塌。
在实际工程中,为了保证结构的可靠性和安全性,需要对爆炸作用下薄板的破坏及影响参数进行研究并加以控制。
爆炸作用下薄板的破坏形式可以分为几种,如拉伸破坏、剪切破坏、翻边破坏、鼓包破坏等。
根据爆炸作用下薄板的物理特性,其破坏形式主要取决于以下几个参数:1. 爆炸荷载的大小和类型。
不同类型的爆炸荷载会对薄板的破坏形式产生不同的影响。
比如,高爆药所产生的爆炸波强度较大,能造成较明显的拉伸破坏,而低爆药所产生的爆炸波强度相对较小,对薄板的破坏形式的影响较为复杂。
2. 薄板的材质和几何尺寸。
不同材质和不同几何尺寸的薄板在受到相同的爆炸荷载作用下,其破坏形式也会有所不同。
比如,钢板在受到爆炸荷载作用下的抗拉强度较高,容易产生拉伸破坏,而铝合金薄板具有较好的塑性,容易产生翻边破坏。
3. 爆炸荷载与薄板之间的距离和角度。
当爆炸荷载与薄板的距离和角度发生变化时,薄板的破坏形式也会发生相应的变化。
比如,当爆炸荷载与薄板垂直作用时,薄板容易产生鼓包破坏,而当荷载与薄板呈45度角作用时,破坏形式可能同时包含拉伸破坏和剪切破坏等。
4. 薄板的支撑方式。
不同支撑方式的薄板在受到相同的爆炸荷载作用下,其破坏形式也会有所不同。
比如,自由端的薄板容易产生翻边破坏,而固定两端的薄板容易产生拉伸破坏。
总之,爆炸作用下薄板的破坏及影响参数需要综合考虑,才能更好地预测和控制结构物在爆炸作用下的破坏形式和程度。
在工程实践中,针对不同的爆炸荷载和薄板材料,可以通过不同的设计和防护措施来降低结构物的破坏风险,保证其安全可靠运行。
相关数据是研究爆炸作用下薄板破坏及影响参数的重要依据,能够提供有力的支撑和参考。
下面将对一些相关数据进行分析。
破片对带铝壳炸药的冲击起爆数值模拟研究
陈海利;蒋建伟;门建兵
【期刊名称】《高压物理学报》
【年(卷),期】2006(20)1
【摘要】采用AUTODYN-2D数值模拟软件,应用冲击起爆Lee-Tarver模型,对钢破片撞击带铝壳Octol炸药的起爆问题进行了数值模拟,分析了冲击起爆机理及破片形状、着速、铝壳厚度等因素对炸药起爆特性的影响规律,利用\"升-降\"法得到了破片对Octol炸药的临界冲击起爆速度.研究结果对反导战斗部破片杀伤元素的设计具有指导意义.
【总页数】4页(P109-112)
【作者】陈海利;蒋建伟;门建兵
【作者单位】北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081;北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.33;O347.1
【相关文献】
1.破片对带壳炸药冲击起爆能力的数值分析 [J], 李小笠;屈明;路中华
2.破片冲击起爆带间隙薄盖板炸药数值模拟研究 [J], 赵海军;卢永刚;冯小伟;梁斌
3.六棱柱破片冲击起爆带壳B炸药速度阈值研究 [J], 卢锦钊;智小琦;李娟娟;郝春
杰
4.三种破片对带壳炸药冲击起爆能力的数值分析 [J], 李小笠;屈明;路中华
5.垫层对破片冲击起爆带壳炸药影响的数值模拟 [J], 张涛;刘雨生;高志鹏;杨佳;刘艺;谷岩
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多层异质陶瓷复合靶板抗侵彻试验及数值模拟高华;熊超;殷军辉;邓辉咏;王绪财【摘要】为研究结构形式及泡沫铝夹芯对多层异质陶瓷复合靶板抗侵彻性能的影响,根据DOP试验方法,利用14.5 mm穿甲弹对4种不同结构多层异质陶瓷复合靶板进行侵彻试验研究,通过数值仿真对4种结构靶板抗侵彻性能进行模拟,验证模型的正确性,并分析泡沫铝厚度对复合装甲结构抗侵彻性能的影响.结果表明:10 mm 陶瓷+10 mm芳纶+6 mm 616装甲钢的防护性能最优,泡沫铝夹芯结构有助于减小陶瓷板损伤面积,提升抗多次打击能力;装甲钢作为芳纶支撑板,有助于增加弹丸侵彻阻力;泡沫铝厚度对靶板防护性能影响显著.【期刊名称】《火炮发射与控制学报》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P89-93,98)【关键词】爆炸力学;复合结构;泡沫铝;DOP试验;抗弹性能;数值模拟【作者】高华;熊超;殷军辉;邓辉咏;王绪财【作者单位】陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区, 河北石家庄 050003;中国兵器工业集团第53研究所, 山东济南 250031【正文语种】中文【中图分类】TJ012.4随着现代战争条件下反装甲武器毁伤效能提高,对装甲防护装备的“机动性”与“防护性”要求越来越高,而多层异质复合装甲可实现组元材料优点的集成,对多层异质靶板的研究具有重要意义。
陶瓷因其高强度和低密度的特点在防护中得到广泛应用[1-3],由于陶瓷材料易脆,因此通过与其他材料复合提高装甲强度和韧性。
关于陶瓷复合装甲结构,研究人员主要研究复合靶抗弹性能及其抗弹机理[4-5];通过数值模拟分析侵彻过程,研究弹靶材料变形过程[6];建立理论模型,研究弹靶材料参数与抗弹性能关系[7-8]。
王长利等[9]用爆炸成型弹对陶瓷装甲进行穿深试验,得到3种装甲在3 km/s速度侵彻下质量防护系数和差分防护因子;张雁思等[10]通过数值仿真研究复合防护结构层间位置对抗破片侵彻性能的影响以及陶瓷板与玻纤厚度比值与抗侵彻性能关系;李金柱等[11]基于考虑损伤的金属空腔膨胀理论和陶瓷空腔膨胀理论,研究陶瓷复合靶抗侵彻性能。
爆炸焊接参数对复合板界面组织及力学性能的影响爆炸焊接作为一种特种焊接技术,以其独特的优点在国防和民用工业中得到了广泛的应用,并有着很大的发展潜力。
本论文从实验和理论两个方面对爆炸焊接装药量与界面波的组织形状及复合板力学性能间的关系进行了研究和探讨。
通过扫描电镜观察,分析了不同装药条件下铜、铝、钢复合板的界面形状及金相组织的变化情况,研究表明界面波的波长和波幅、熔化层和夹杂都随着装药量的增加而增加。
通过抗拉、抗剪、弯曲和硬度实验,探讨了不同装药量条件下复合板、复合界面的力学性能,认为爆炸焊接普遍存在冲击硬化现象,而且复合板的力学参数在一定范围内对装药量并不十分敏感。
根据实验结果对焊接参数的经验公式作了修正,将之应用于武钢热轧带钢厂油膜轴承衬板的爆炸焊接工程中,指导铜/钢焊接参数选择,保证了复合板的焊接质量,取得了良好的效果。
1 模型介绍采用多物质欧拉法模拟EFP战斗部爆炸成形过程,以及高速弹丸对靶板和后效靶板的侵彻过程。
由于地雷是圆柱形,100mm厚装甲钢板是正方形的,具有对称性,为了减少计算量,仿真模型才有1/2模型,如下:计算模型如下:爆炸成形弹丸侵彻装甲钢计算模型1.1 欧拉域模型欧拉域是物质运动的空间,采用多层填充法实现多物质定义,即在不同的空间填充不同的物质,若再相同的空间填充两种以上的物质,则最后一层填充物起作用。
欧拉域采用长方体体单元建模,定义PEULER1 MMSTREN属性。
最初的填充物为理想空气,通过理想气体状态方程描述空气。
选用Dytran的Idea Gas(DMAT)Euler solid材料卡为空气建模。
欧拉采用非均匀网格时,网格尺寸保证不大于或小于相邻网格尺寸的1.3倍。
可以通过等比例布置种子节点的方式划分网格。
为了比较好的描述物质界面,最小欧拉单元尺寸,应该小于最小部件尺寸。
比如本模型中药罩是4mm厚,所以在药罩附近欧拉网格尺寸也要基本小于4mm。
欧拉域的网格如下图所示:欧拉网格1.2 壳体、药罩模型壳体、药罩材料表面划分常规壳元,定义dummy shell属性,壳元围成的封闭空间填充欧拉材料。
选用Dytran的ElasPlas(DMAT)Euler solid材料卡。
壳体、药罩材料表面网格如下图所示:壳体、药罩表面网格1.3装甲板模型100mm厚装甲板表面划分常规壳元,定义dummy shell属性,壳元围成的封闭空间填充欧拉材料。
选用Dytran的ElasPlas(DMAT)Euler solid材料卡。
装甲板材料表面网格如下图所示:装甲钢表面网格1.4 火药模型火药表面划分常规壳元,定义dummy shell属性,壳元围成的封闭空间填充欧拉材料。
选用Dytran的JWL状态方程描述火药爆轰过程。
材料表面网格如下图所示:火药表面网格2 材料模型介绍2.1理想空气材料卡本项目对于理想空气的模拟,采用理想气体状态方程模拟,即γ律状态方程EOSGAM。
的X 破片。
另外,影响,求,彻时,因此,用93行DOP 实验,器X 1s ,93体材料,因此破片通过时所产生的感生电流磁场不能这/铝复合结200mm×厚的碳化硼陶瓷,12mm 厚的LY12见图1。
其中间隔铝93钨破片高速侵彻陶瓷/铝合金复合结构实验研究宜晨虹,胡美娥,谷岩(中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900)摘要利用二级轻气炮驱动正方体93钨破片速度到2150m/s ,分别高速侵彻碳化硼/铝合金复合防护结构靶板、叠层铝靶板和间隔铝靶板。
根据靶板在侵彻后的损伤与破坏分析,定量得到3种防护结构防护性能的差异,为爆炸容器的闪光照相防护窗口设计提供重要参考。
关键词高速侵彻;冲击;损伤;DOP 实验中图分类号O313.4文献标识码A文章编号1004-244X (2013)03High fragment)Abstract The target ,spaced aluminum of the damageand destroy of significance for the design Key words 收稿日期:2012-12-14;修回日期:2013-03-15基金项目:国家自然科学基金青年基金资助(11002131)作者简介:宜晨虹,男,博士,副研究员;从事冲击动力学与固体力学方向研究。
E-mail :whcqu1@ 。
通信作者:胡美娥,女,本科,工程师。
E-mail :micromiss@ 。
Fig.1Aluminum targeta —叠层兵器材料科学与工程ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERINGVol.36No.3May ,2013第36卷第3期2013年5月网络出版时间:2013-05-08 16:59网络出版地址:/kcms/detail/33.1331.TJ.20130508.1659.001.html靶中间用10mm 厚的铁框做间隔。
《装备制造技术)2020年第10期活性破片侵彻不同厚度铝靶的数值模拟刘露,唐恩凌,陈闯(沈阳理工大学装备工程学院,沈阳110159)摘要:活性破片通过动能侵彻和内爆两种毁伤方式联合作用目标,相比于传统的惰性金属毁伤元,可大幅度增强对目标的毁伤效应,尤其是对燃爆类目标的引燃引爆能力。
以Al/PTFE活性破片为研究对象,采用Autodyn-2D非线性动力学软件对活性破片侵彻铝靶进行了数值模拟,对比了Lagrange、Euler、SPH三种算法的仿真结果,运用SPH算法仿真研究了靶板厚度对毁伤效果的影响。
结果表明,在相同靶板厚度下,随着活性破片撞击速度的提高,靶板碎片速度达到稳定的时间越短,靶板碎片峰值速度相对撞击速度的衰减值越大,在相同的撞击速度下,靶板越厚,靶板碎片峰值速度相对撞击速度衰减的百分比越大。
关键词:活性破片;侵彻;靶板厚度;数值模拟中图分类号:TJ410.3文献标识码:A活性破片依靠动能侵彻和内爆相结合的毁伤机理联合作用提高战斗部的毁伤能力,Al/PTFE是典型的活性破片。
M.N.Raftenberg[1]等针对质量比为74:26的PTFE/Al配方活性材料,通过Hopkinson杆动态压缩实验和准静态压缩实验,获得了活性材料的动态和静态力学参数,利用所获实验参数分别对Johnson-Cook强度模型和PSD强度模型进行了标定,并且分别基于PSD模型和Johnson-Cook模型采用数值模拟方法对活性破片冲击金属靶作用行为进行了研究,结果表明标定后的数值模拟材料模型能较好反映活性材料相关力学行为。
R.G.Ames等何通过泰勒杆实验对含能破片临界起爆压力阈值进行了测试,分析了活性材料点火起爆机理,还利用密闭容器实验测试了活性材料撞击起爆压力时程曲线。
本文研究了不同算法对活性破片侵彻不同厚度铝靶仿真结果的影响,选择SPH算法对活性破片侵彻不同厚度铝靶进行数值模拟,得到不同撞击速度下靶板碎片速度的变化。