一、射流形式及其侵彻多层金属靶的实验研究（论文文献综述）
胡哲成[1]（2021）在《新型组合式环形聚能装药技术研究》文中认为环形聚能装药是基于线性装药发展而来的一种聚能装药结构,其区别于普通聚能装药结构之处在于药型罩为环形结构,当装药起爆后药型罩在爆轰波的作用下能够产生圆环形状的环形射流。由于环形射流的半径较大,通常能达到二分之一装药口径之上,因此能够完成对目标造成大直径开孔的指标。由于这一特点,环形装药具有广泛的军事以及工业应用价值,具有重要的研究意义。双壳体潜艇对传统的爆破型鱼雷具有很好的防御效果,目前对付双壳体潜艇的有效途径之一是将聚能装药技术应用于鱼雷之上,利用聚能射流击穿潜艇。但随着潜艇防护能力的提升,聚能射流对双壳体潜艇的毁伤效果也在逐渐下降。针对这一问题,本文提出了聚能装药部分采用组合式环形装药结构的想法,以提升鱼雷对潜艇的毁伤能力。具体研究内容如下:（1）提出了一种新型的组合式环形聚能装药结构,该结构的特点在于在环形装药的中空部分添加了中心装药,在装药起爆后形成环形射流和杆式射流两种侵彻体。针对这两种侵彻体的形成过程进行了理论分析,以传统聚能射流成型理论为基础建立了两者的速度模型。其中杆式射流受其头尾速度差的影响很大,随着头尾速度差的逐渐增大,杆式射流的形态逐渐由类似爆炸成型弹丸转变为类似聚能射流。环形射流的速度可分解为轴向分量与径向分量,两者分别影响环形射流的翻转、拉长与外扩程度。（2）利用非线性动力学分析软件Autodyn对组合式环形装药形成射流的过程展开了数值模拟研究,验证了理论的可靠性。针对环形药型罩部分,对其结构参数影响环形射流性能的规律进行了研究,得到了较为合适的参数取值范围。对比了装药结构水中成型过程与空气中成型的不同,发现环形射流与杆式射流均是在接触水之后出现了性能下降的情况。（3）对组合式环形装药的侵彻性能展开了研究,发现其形成的环形射流能对靶板造成直径大于装药直径的开孔,但侵彻深度较小,而杆式射流则具有较强的侵彻能力。对环形药型罩各结构参数影响射流破甲性能的规律展开了研究,并确定了装药结构的最佳炸高。最后以侵彻深度和开孔口径为指标对环形药型罩进行了结构优化设计,得到了最佳的药型罩结构参数。（4）对组合式环形聚能装药侵彻双壳体结构的过程展开了数值仿真研究,并设计了典型实验以验证装药方案的可行性。针对装药爆炸、爆炸产生的射流对双壳体结构的侵彻过程分别展开研究。结果发现,单纯依靠装药的爆炸对双壳体结构的毁伤效果较小。而组合式环形装药产生的两种侵彻体能够在贯穿双壳体结构的同时,在第一层壳体上切割出1.4倍装药直径的开孔,这有利于提升后续冲击波及气泡载荷对目标的毁伤效果。
王博[2]（2021）在《超高速金属射流侵彻靶板的SPH流固耦合分析》文中研究指明随着油井深度增加,储层岩石强度与复杂度随之提高,射孔作业难度增大,需采用高穿深、低损伤的射孔弹射孔,目前射孔弹优化设计的手段主要以物理实验和网格法的数值模拟为主,实验成本高、周期长、危险性大、不易实现,传统数值模拟存在网格畸变、网格穿透等问题,易导致模拟失真。本文基于SPH无网格粒子方法模拟爆炸冲击问题的优势,提出了一种能够稳定传递爆轰波的初始化均布粒子方法并予以验证,计算精度分别提高了1.6%和2.6%,可以高精度的模拟射孔侵彻问题。结合SPH方法与虚拟源点法,高效分析射流侵彻靶板的最大深度,单个侵彻算例的模拟时间缩短到平均20min左右。探究了聚能射孔弹外壳参数对其侵彻性能的影响,对比无外壳和1.43mm外壳射孔弹射流能量,射流能量从50.8k J提高到68.7k J,5.43mm外壳射流能量达到峰值为88.4k J,6.43mm壁厚时能量转而降低至84.6k J,增加外壳厚度可以加强爆炸能量转换为射流总体能量的比率,但外壳过厚会增加爆轰抛散其碎片的能量消耗,导致射流能量降低。无外壳到固定约束外壳,射流触靶时间消耗减少了2%,触靶速度增加了58%,失效材料抛散角由75°减小到33°,最大侵彻深度由11.34cm增加至30.47cm。使用Python语言调用Open CV库自编程,识别了射流参数对靶板的损伤,量化了损伤占比。自由边界靶板损伤占比较固定边界靶板损伤占比低9.35%。射流密度增加,靶板损伤占比增加,未贯穿靶板时损伤占比仅为10.8%和15.9%,当密度增大到足以贯穿靶板时,损伤占比增加到55.0%和64.7%;射流直径增加对靶板损伤的影响仅在1mm和2mm之间有较大增幅;射流速度在2000m/s和3000m/s时,均未能贯穿靶板,靶板损伤占比在45%-55%,其余4000-8000m/s的方案射流聚能贯穿靶板,靶板损伤占比锐减至0-5%。可见,射流密度和射流速度是影响靶板损伤的主要因素,在射流能够贯穿的前提下,靶板损伤程度随密度增加而增加,随速度增加而降低。研究成果为低损伤高穿深射孔弹优化设计提供了参考,为用SPH方法模拟聚能射孔弹侵彻靶板的研究提供借鉴。
梁昊[3]（2021）在《多层内核嵌套PELE对轻型装甲目标毁伤机理研究》文中指出本文基于一种具有多层内核结构的PELE战斗部,主要研究了该战斗部对轻型装甲目标毁伤时,其作用机理及影响侵彻的因素与规律,并对该战斗部进行了优化。首先,基于平面一维冲击波理论对多层内核嵌套结构PELE弹丸侵彻金属薄靶过程进行了分析;推导了不同结构介质中不同时刻冲击波波前波后速度的计算公式;结合能量守恒定律,建立了关于多层内核嵌套结构PELE侵彻过程轴向剩余速度理论计算模型和弹丸在侵彻后断裂形成破片的径向速度理论计算模型,通过数值模拟方法,并结合文献试验结果验证了理论计算模型的正确性与准确性。随后针对不同组合弹芯PELE的侵彻过程进行分析,镍合金/尼龙和镍合金/Al2O3陶瓷两种组合弹芯PELE具有较好的毁伤效果,并在此基础上通过改变两层弹芯材料的密度、声速、泊松比和弹性模量进行数值计算,对结果进行分析,得到了不同材料参数影响弹丸侵彻的规律,其中密度、声速影响弹丸的轴向剩余速度和破片径向速度,而泊松比与弹性模量仅影响弹丸破片的径向速度;选择声阻抗比和泊松比比值两个参数对弹丸速度变化进行研究,确定组合弹芯的声阻抗匹配与泊松比匹配,分别得到了较好组合弹芯的取值范围。最后在高速和低速条件下,应用数值模拟方法,壳体、组合弹芯在不同长径比和内外径比的情况下进行了数值模拟计算,结果表明:弹丸内外径比对弹丸轴向剩余速度和破片径向速度均有较为明显的影响,组合弹芯内外径比在0.8时,具有最大轴向剩余速度;若以此组合弹芯内外径比获得较好破片径向速度,则应在低速时保证壳体/弹芯长径比为0.75以上,高速时为0.70以上。最后对优化后的弹丸侵彻陶瓷/橡胶复合靶板过程进行数值模拟,分析不同组合弹芯PELE在不同初速下侵彻复合靶板的效果与速度变化,确定了适用于高速与低速情况的组合弹芯。
刘启庆[4]（2020）在《聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究》文中进行了进一步梳理聚能战斗部作为鱼雷战斗部发展的一个重要方向,近年来被广泛应用于反潜武器中。聚能炸药水下爆炸载荷主要包括金属射流、冲击波、气泡脉动、气泡射流及破片等,可对水面舰船及水下作战平台造成毁灭性打击,因此探究聚能炸药水下爆炸载荷特性及其对结构的毁伤规律具有重要意义。本文基于AUTODYN软件CEL算法及LS-DYNA软件ALE算法,开展了聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究,揭示了聚能炸药的作用机理,探究了金属射流载荷的影响因素,在计及静水压力下进一步研究了结构在不同载荷作用下的毁伤规律,并针对破片载荷下的耐压壳结构防护提出了设计方案,为潜艇结构设计提供了参考。首先,基于聚能炸药的研究现状及聚能战斗部水下毁伤特性提出了本文的研究重点及研究方法;根据AUTODYN软件CEL算法及LS-DYNA软件ALE算法的相关理论,通过将研究方法的数值解与经验公式、相关实验结果进行对比,有效验证了本文研究方法的精确性。其次,为探究金属射流载荷的影响因素,首先基于AUTODYN软件二维轴对称算法,并以金属射流速度、靶板开孔尺寸为判定指标,依次研究了药型罩形状、起爆方式对金属射流载荷的影响;利用单层靶板结构,探究了在计及静水压力下、不同水深处的金属射流载荷侵彻性能。再次,为考核聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳的毁伤性能,通过建立的实尺度结构有限元模型,以金属射流对双层壳结构的穿孔结果作为施加冲击波及气泡载荷的初始条件,并基于LS-DYNA软件ALE算法探究了在不同水深、不同攻角下冲击波与气泡载荷对结构的毁伤规律。最后,针对破片载荷下耐压壳结构的抗侵彻性能,首先通过数值仿真验证了 AUTODYN软件二维轴对称Lagrange算法的正确性,并根据三明治靶板结构特点,依次研究了等面密度下的橡胶夹层、聚脲夹层以及钢板三种靶板结构在不同夹层厚度、不同冲击速度下的抗侵彻性能,并根据计算结果对耐压壳结构进行了设计。结果表明:弧锥形药型罩结构在水中的侵彻性能最好,且起爆面积越大,金属射流侵彻速度越高;双层壳结构在浅水区的工况中,非耐压壳结构均出现失稳,而耐压壳结构则具有较好的稳性,其中破片载荷是造成耐压壳结构毁伤的主要原因;而在深水区时,由于静水压力及气泡脉动载荷增强,耐压壳结构在气泡二次脉动后丧失稳性,整体结构在后续载荷作用下出现严重毁伤;等面密度下聚脲夹层靶板的抗侵彻性均优于传统橡胶夹层靶板及均质钢靶板,通过对耐压壳结构的设计,新型结构的抗侵彻性能相比常规结构均有提升,其中在侵彻速度大于600m/s时,其抗侵彻性能提升15%以上。
丁亮亮[5]（2019）在《PELE弹活性内芯配方与弹体结构设计及毁伤机理研究》文中研究说明PELE弹（Penetrator with Enhanced Lateral Effect,横向效应增强型弹丸）作为一种新型穿甲战斗部,其主要原理是利用弹丸壳体和内芯材料性质的差异将弹体部分轴向动能转化为破片径向动能,较好地解决了传统穿甲弹后效不足的问题。活性材料（以金属/聚合物的混合物类型为例）是一种新型含能材料,在常态下十分钝感,但在高速冲击加载下会发生化学反应释放的化学能远大于其本身的动能。为了提高PELE弹的综合毁伤威力,本文采用理论分析、数值仿真以及试验研究相结合的方法研究了将活性材料应用于PELE弹内芯的可行性,并对活性内芯PELE弹体结构进行了设计,对活性内芯PELE弹的毁伤机理进行了研究。本文主要研究内容和结果如下:（1）全面分析了常见氟聚物和（类）金属元素的物理性质、化学性质,由此确定了活性内芯的主要基元的初选范围。根据各基元组分之间的化学反应特点,设计出了6种活性材料配方。基于不同类型力学性能试验对试样尺寸的要求,确定了不同的烧结工艺,得到了力学性能较好的试样。（2）对6种活性材料配方开展了释能能力的定性测试试验和定量测试试验,在此基础上最终确定出释能能力最佳的活性材料配方为PTFE/Al/Si。对PTFE/Al/Si开展了准静态力学性能试验和动态力学性能试验,得到了PTFE/Al/Si活性材料配方的基本力学性能参数,构建了同时考虑应变硬化效应、应变率硬化效应以及温度软化效应的烧结PTFE/Al/Si活性材料的Johnson-Cook本构模型。（3）为了更加真实地模拟PELE弹的侵彻穿靶过程,通过在Autodyn有限元软件中添加断裂软化算法和随机失效算法对现有数值仿真方法进行了改进。除了从改变PELE弹内芯来提高PELE弹综合毁伤威力外,本文还从改变弹体的结构外形和外壳体组合类型两个方面设计了两种新型PELE弹,即:截锥形PELE弹和分段式PELE弹。基于改进的数值仿真算法,将两种新型PELE弹与传统PELE弹的综合毁伤威力（侵彻能力和破片效应）进行了对比分析,结果表明:两种新型PELE弹的综合毁伤威力均优于传统PELE弹,并且截锥形PELE弹比较适合侵彻单层厚靶板,而分段式PELE弹则更适合侵彻多层间隔薄靶板。（4）基于能量守恒原理,建立了破片径向飞散速度理论模型。分析表明,破片径向飞散动能的能量主要来自于三个方面:外壳体自身的轴向动能、内芯材料因泊松效应对壳体产生的径向压缩势能、活性内芯材料发生反应释能的化学能。基于数值仿真,得到了PELE弹内芯沿轴线的压力分布近似呈指数衰减。利用Autodyn有限元软件内嵌的Powder Burn状态方程,对活性内芯PELE弹和传统PELE弹的侵彻能力和破片效应进行了综合对比,结果表明:活性内芯PELE弹的综合毁伤威力优于传统PELE弹。综上所述,本文从活性材料配方设计、制备与烧结工艺、释能能力和力学性能研究、仿真算法改进、新型弹体结构设计、毁伤机理分析、活性内芯弹丸数值仿真等7个方面对活性内芯PELE弹展开了深入研究,研究结果对于高效毁伤PELE弹的设计有重要参考价值,有关结论和研究成果丰富了人们对活性材料释能机理及其工程应用的认识。
李强[6]（2019）在《面向空间碎片清除的可重复侵彻飞锚系统设计及实验研究》文中进行了进一步梳理随着人类空间活动的增多,空间碎片的数量也以惊人的速度增长着。看似尺寸不大的空间碎片可能会对航天器造成毁灭性的影响。同时由于空间碎片的自然衰减过程相当缓慢,并且已存在的空间碎片之间又会不断发生“凯斯勒效应”（Kessler Syndrome）,最终可能会使得轨道资源无法再被利用。因此要想改善空间环境,人类必须尽快进行空间碎片的主动清除工作。然而目前还没有成熟的可以运用于空间碎片清除的手段,基于这种考虑,本文提出了一种高效的可重复侵彻飞锚捕获空间碎片的方法,并进行了相关的理论研究、结构设计和实验验证等工作。首先,基于空腔膨胀理论和统一强度理论建立了飞锚侵彻靶板的理论模型,推导出了飞锚侵彻靶板过程中所受阻力的表达式,进而为后面的飞锚系统的结构设计提供理论支持;然后通过该模型和ANSYS WORKBENCH软件对飞锚侵彻靶板的过程进行了分析,并对常见的三种不同锚头形状（锥形头,卵形头和半球形头）飞锚的侵彻能力进行了比较;同时建立了飞锚侵彻多层靶板和斜侵靶板的理论模型并对其进行了仿真分析;并且对该飞锚系统的锚固理论进行了简要分析。其次,进行了可重复侵彻飞锚系统的飞锚本体结构设计和与之对应的可重复发射回收装置的结构设计。对于飞锚本体结构,设计了一种可重复伸缩结构,通过该机构,飞锚可以顺利地完成和目标空间碎片之间连接和分离的任务,为后续目标碎片的拖拽和清除等任务的执行做准备;同时对该飞锚本体的附着结构部分的锚固力进行了分析和仿真;然后针对可重复性的特点进行相应的发射回收装置的结构设计,并使之可以重复地完成飞锚的发射和回收工作。重点针对飞锚系统发射速度快和作用力大的特点,进行了飞锚发射前限位机构的设计;同时应用ANSYS WORKBENCH软件分别对所设计的飞锚本体结构和发射回收装置结构进行了仿真分析。最后,进行了地面实验平台的设计和搭建,并对所设计的飞锚系统进行了实验验证,包括飞锚本体的可重复伸展实验、一系列飞锚侵彻靶板（垂直侵彻/斜侵/多层）的实验和发射回收部分装置结构的实验。
徐文龙[7]（2018）在《超聚能装药理论与应用研究》文中指出近年来,各种新型装甲的防护能力不断提升,作为一种重要的反装甲弹药,现有聚能装药难以对高强度装甲防护目标实现高效毁伤,开展新型聚能装药结构研究变得极为迫切。本文针对在高强度金属靶上高穿深、开大孔的需求,提出了广义“超聚能”装药概念,其包括在侵彻深度上超过传统聚能射流的“超聚能射流装药”和在侵彻孔径上超过传统EFP、侵彻深度上超过传统环形聚能装药的“超聚能环形侵彻体装药”。采用数值模拟为主要研究手段,结合理论分析与试验验证对超聚能装药的形成及侵彻机理开展了比较系统的研究。主要研究工作如下:（1）基于超聚能射流形成基本理理论,设计了喷射型超聚能射流装药结构,开展了喷射型超聚能射流静爆破甲实验,测得了射流头部速度,获取了附加装置及靶板的破坏效果,通过不同的算法数值模拟结果与实验结果对比,确定了合理的数值算法,给出了喷射型超聚能射流形成过程,分析了附加装置材料对超聚能射流形成的影响。结果表明,当附加装置材料为钢、铜、钨时,射流质量并没有得到提高;当附加装置为刚性时,射流质量约占药型罩总质量的43.8%,远大于传统聚能射流,但射流速度降低了,导致有效射流质量仅占药型罩总质量的8.2%。（2）为了解决喷射型超聚能射流装药结构的不足,基于超聚能射流形成基本理论,设计了圆台辅助型超聚能射流装药结构,给出了圆台辅助型超聚能射流形成过程,分析了药型罩及附加装置截顶高度对超聚能射流形成的影响,对比了传统聚能射流与圆台辅助型超聚能射流的关键参数,开展了圆台辅助型超聚能射流在不同炸高下的侵彻能力数值模拟及实验研究。结果表明,圆台辅助型超聚能射流有效射流质量大于相同工况下的传统聚能射流,有效射流质量能够达到药型罩总质量的17.3%,但其射流头部速度小于传统聚能射流。（3）为了解决圆台辅助型超聚能射流头部速度低的问题,基于超聚能射流形成基本理论,设计了平板辅助型超聚能射流装药结构,给出了平板辅助型超聚能装药射流形成计算模型,采用X光实验验证了平板辅助型超聚能射流装药结构数值模拟的可靠性,给出了平板辅助型超聚能射流形成过程,分析了药型罩材料、附加装置材料、药型罩截顶高度及壁厚对超聚能射流形成的影响;采用数值模拟及X光实验相结合的方法,对比了传统聚能射流与平板辅助型超聚能射流的关键参数;开展了不同工况下的超聚能装药及传统聚能装药侵彻能力实验。结果表明,相同工况下,平板辅助型超聚能射流头部速度较传统聚能射流能够提高33.6%,有效射流质量能够提高4.3%,射流部分长度能够提高12.0%;附加装置材料对平板辅助型超聚能装药的侵彻能力具有重要影响,不同炸高下,钨附加装置超聚能装药的侵彻深度均大于相同工况下传统聚能装药的侵彻深度,侵彻深度能够提高6.1%。（4）基于平板辅助型超聚能射流装药结构的优点,开展了传统聚能装药与超聚能射流装药侵彻混凝土层叠靶及间隔靶的对比研究,建立了一个能够预测聚能装药对混凝土间隔靶侵彻深度的理论模型。结果表明,相较传统聚能射流,平板辅助型超聚能射流对混凝土层叠靶的侵彻深度提高了约16.3%,对混凝土间隔靶的侵彻深度提高了约14.6%。（5）为了解决传统EFP破甲孔径小、现有环形聚能装药侵彻深度浅的问题,设计了超聚能环形侵彻体装药结构,建立了药型罩微元速度理论求解模型,采用X光实验验证了超聚能环形侵彻体形成数值模拟结果的可靠性,给出了超聚能环形侵彻体的形成过程,揭示了超聚能环形侵彻体形成的主要影响因素;实验研究了主要参数对破甲孔径及侵彻深度的影响规律,验证了不同装药直径下的优化设计结果。结果表明,药型罩最大壁厚位置θ′角度、壳体厚度对侵彻体径向速度、破甲孔径及侵彻深度均有较大影响,随着θ′角度、壳体厚度的增大,破孔直径逐渐减小,侵彻深度逐渐增加;相同工况下,不同装药直径的超聚能环形侵彻体装药结构破甲孔径均大于EFP、侵彻深度均大于传统环形聚能装药,破甲孔径能够达到0.92倍装药直径,侵彻深度能够达到0.64倍装药直径。
郭佳妮[8]（2018）在《新型反应装甲抗侵彻机理研究》文中研究指明由于穿甲弹弹芯的密度高,长径比大,且具有较高的初速和动能,平板式爆炸反应装甲对其干扰效果并不理想。为有效干扰穿甲弹,降低其侵彻主装甲的深度,本文采用一种具有线型聚能装药结构的反应装甲。开展此结构反应装甲抗侵彻机理的研究,对坦克抗穿甲弹侵彻及防护设计具有重要指导意义。本文主要研究工作与结论如下:与传统三明治结构的反应装甲不同,本文反应装甲为具有一定角度的线型聚能装药结构,其主要由药型罩、炸药和背板构成。在算法和模型验证的基础上,采用Dyna软件模拟了线型聚能射流的形成,得到线型射流的形态和基本特征,分析了线型聚能射流头部速度变化规律。根据射流的影响因素,确定楔形角度、药型罩厚度和装药厚度为优化参量,以射流头部速度和动能作为评价指标,采用正交优化法,通过正交原理和数理统计方法,优化线型聚能装药结构。优化结果为药型罩厚度2mm,炸药厚度9mm,楔形角度90°形成的射流头部速度最大,药型罩厚度2mm,炸药厚度9mm,楔形角度120°的药型罩动能最大。对优化结果进行静态试验,进一步验证了数值模拟的有效性,并且得到线型射流能够切割并冲击钨杆导致其断裂。通过对反应装甲干扰穿甲弹进行数值模拟和理论分析,研究了反应装甲抗穿甲弹侵彻机理。反应装甲与穿甲弹的作用形式为:射流、未闭合的药型罩、杵体分别与钨杆发生碰撞,使钨杆产生破坏和偏转。对于不同直径的钨杆,反应装甲抗穿甲弹侵彻特点不同:被干扰的细钨杆发生断裂,产生偏转,以不同倾角侵彻靶板,形成不同的侵彻坑,降低侵彻深度;对于直径较大的钨杆,被反应装甲干扰后,仅在钨杆前部发生断裂,断裂的后段杆在前段杆侵彻坑基础上继续侵彻靶板,并且侵彻倾角变大,降低纵向侵彻能力。由平面运动刚体碰撞理论得到钨杆在侵彻靶板前的偏转角度与数值模拟结果吻合较好。分析了穿甲弹的速度和初始倾角对反应装甲抗侵彻性能的影响规律:随着穿甲弹速度降低、初始倾角增大,被反应装甲干扰后,其侵彻靶板的深度减小,侵彻孔直径增大,反应装甲抗穿甲弹侵彻能力提高。
吕旸涛[9]（2016）在《活性毁伤元与等离子体电磁特性的SPH数值模拟研究》文中进行了进一步梳理光滑粒子流体动力学（SPH）方法是一种纯拉格朗日型的无网格方法,能够摆脱网格对计算的约束,相对于传统网格方法有独特优势,特别适合模拟涉及大变形问题以及高速冲击问题。本文鉴于SPH方法的优势,运用Fortran语言编译建立了冲击动力学平台,在验证程序准确性之后,对高效毁伤中的一些前沿问题进行了如下的研究工作:（1）随着现代战场环境的变化,传统罩材的聚能战斗部渐渐不能满足现代战争的作战要求,本文对一种新型高效毁伤武器PTFE/Al活性材料聚能战斗部的毁伤特性进行了研究。通过在SPH冲击动力学平台中添加PTFE/Al活性材料的材料模型,在验证所选取材料模型可靠性的基础之上,对PTFE/Al活性聚能战斗部侵彻靶板产生动能侵彻以及内爆的耦合作用的过程进行模拟。得到了PTFE/Al活性材料聚能战斗部比传统的聚能战斗部具有更优良的毁伤效果,对装甲目标更大的毁伤概率,尤其在穿靶之后对后效靶的作用更具威力,并且分析了不同炸高对PTFE/Al活性材料聚能战斗部毁伤效应的影响。（2）针对在轨航天器受到空间碎片以及空间微流星体每秒几公里乃至十几公里速度的超高速撞击的威胁。本文利用考虑电子温度影响的非平衡热电离模型,将基于Arrhenius方程的化学反应速率添加至SPH程序代码中,计算超高速碰撞过程中产生的等离子体的总电量数,并利用毕奥萨伐尔定律,对等离子体产生的磁场强度进行数值模拟计算,模拟不同速度的铝丸以不同碰撞角度撞击铝靶的过程。数值模拟的结果表明,在相同的着靶角度下碰撞速度越大,碰撞产生等离子体的电量越高,引发的磁感应强度变化越大。在碰撞速度较低条件下的正碰撞以及小角度碰撞像30°碰撞相比于其他碰撞角度所引发的电磁效应影响更为明显。随着撞击速度的增大,30°碰撞产生的电磁影响则不如其他撞击角度明显,碰撞产生的电磁特性则随着撞击角度的增大而变得强烈。最后提出了带有临界速度的改进经验公式,以期对航天器对空间碎片的防护设计起到一定作用。
刘金涛[10]（2016）在《高速冲击作用下材料宏细观响应行为的跨尺度数值模拟研究》文中提出研究材料在高速冲击过程中的响应行为具有重要的军事及民用价值。由于作用时间短暂,且涉及高温、高压等复杂载荷条件,以现有实验和理论分析手段对高速冲击过程中材料的响应行为进行研究,尚存在极大困难。数值模拟方法虽然在解决上述问题时具有独特优势,但在材料复杂响应行为的再现及宏细观响应行为的有效关联方面,仍面临挑战。为此,本文对现有数值模拟方法进行了优化,并建立了一种宏细观跨尺度数值模拟方法。应用上述方法,针对固-固冲击、流-固冲击以及破片形成及飞散三种典型高速冲击过程中材料的响应行为开展了跨尺度数值模拟研究,为深入揭示材料的内在响应机制提供了一种有效的技术手段。建立了一种从宏观到细观的跨尺度数值模拟方法。该方法基于载荷信息传递思想,利用LS-DYNA软件平台,提取宏观计算模型微区载荷信息,并施加于细观模型,实现了材料宏细观响应行为的有效关联。运用该方法,成功实现了对Ti-6Al-4V细观组织绝热剪切变形过程的模拟,模拟得到的绝热剪切带形貌、动态再结晶温度等结果,与相关实验的结果具有较好的一致性,验证了该方法的有效性和可靠性。针对固-固高速冲击问题,将基于累积损伤效应的材料应力-应变耦合失效思想引入到上述过程的数值模拟工作中,并建立了相应的失效判据。运用该思想,对12.7mm穿甲弹侵彻30mm厚Ti-6Al-4V钛合金靶板过程进行了模拟,成功再现了钛合金靶板开坑、塑性扩孔、背部崩落等典型失效特征。结果表明,靶板的开坑及背部崩落是由材料内部拉应力累积导致的,而靶板的塑性扩孔则是由材料的应变累积导致的。揭示了Ti-6Al-4V钛合金靶板内部周期性绝热剪切带的形成机制。模拟结果表明,弹靶侵彻过程中,靶板轴线不同位置单元的应变呈现周期性增大的特征,且应变增大的位置与靶板内部周期性绝热剪切带分布具有较好的一致性。进一步分析表明,上述位置单元发生失效前的等效应力基本保持稳定,而静水压则呈现周期性增大的现象。因此,静水压的周期性累积-释放是导致靶板内部产生周期性绝热剪切带的直接原因。针对流-固高速冲击问题,将SPH方法引入到上述过程的数值模拟工作中,并从模型构建、相互作用粒子数量控制、人工粘度、粒子接触与失效、计算效率等多个方面对其进行了优化。基于优化得到的流-固高速冲击数值模拟方法,对钨铜合金药型罩形成射流及破甲过程进行了模拟。结果表明,钨铜射流的动能及头部速度均较高,分别达到549.5KJ及5845m/s。金属靶板对射流的防护效果极为有限,射流穿透靶板后其射流头部速度仅下降45m/s,而动能依旧高达439KJ,且射流形态保持完整;而射流侵彻反应装甲后,虽然动能依旧较高,但其头部会发生严重溃散,侵彻能力大大下降。运用所构建的宏细观跨尺度数值模拟方法,对药型罩压垮过程中钨铜两相的协调变形机制进行了研究。结果表明,钨铜两相的变形行为差距极大。钨相的形态基本保持不变,其平均应变仅为0.12左右;而铜相则被严重拉伸呈条带状,其平均应变达到3.5左右。变形发生后,铜相中的温度可以升高至500℃600℃,达到其动态再结晶温度;而钨相的温度仅为400℃500℃,不具备发生动态再结晶的条件。铜相的动态再结晶行为为钨铜两相的协调变形提供了条件。针对高速冲击中常见的破片形成及飞散问题,优化得到了一种基于节点分离思想的破片形成方法,并提出了破片识别以及数量、速度、质量统计的基本思想。运用上述方法,对40CrMnSiB钢圆筒的爆炸形成破片过程进行了模拟,再现了圆筒膨胀、开裂等现象。基于优化得到的破片识别及数量、质量、速度统计思想,采用APDL语言编程对LS-DYNA软件计算结果进行二次开发,在重构得到的破片场中,逐一搜索单元并赋予其编号,实现了破片的自动识别及数量统计;进而通过对破片单元质量进行累加以及对破片节点速度进行矢量求和的方法,实现了破片质量及速度的自动统计。统计结果表明,在t=200μs时刻,计算得到的破片场中破片数量为3840个,破片的最大速度为1517m/s,该统计结果与实验值吻合较好,验证了统计方法的有效性。运用所构建的宏细观跨尺度数值模拟方法,对爆炸载荷下40CrMnSiB钢细观组织的响应行为进行了研究。结果表明,40CrMnSiB钢细观组织具有良好的变形能力,这主要归因于铁素体较软,而其中弥散分布的硬质碳化物颗粒较为细小。由于两相力学性能差异较大,细观组织中应力应变分布并不均匀。在t=3.0μs时刻,铁素体中等效应力约为617MPa958MPa,而其等效塑性应变值达到23左右;碳化物颗粒的变形程度极小,其内部等效应力达到1100MPa。研究还发现,呈“孤岛”状分布于铁素体基体中碳化物颗粒会对铁素体的变形起到“截断”作用,导致两相界面处产生严重的应变集中现象,容易引发材料的开裂。
二、射流形式及其侵彻多层金属靶的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、射流形式及其侵彻多层金属靶的实验研究（论文提纲范文）
（1）新型组合式环形聚能装药技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚能装药的发展历史 |
| 1.2.2 聚能杆式射流的研究现状 |
| 1.2.3 环形切割技术的研究现状 |
| 1.2.4 聚能装药水下作用研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 组合式环形聚能装药结构射流形成机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 装药结构及其形成射流过程 |
| 2.3 杆式射流形成机理 |
| 2.3.1 杆式射流速度模型 |
| 2.3.2 压垮角的计算 |
| 2.3.3 分析 |
| 2.4 环形射流形成机理 |
| 2.4.1 环形射流的速度模型 |
| 2.4.2 压垮速度的计算 |
| 2.4.3 分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 组合式环形聚能装药结构射流形成过程数值仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真软件简介 |
| 3.3 射流形成过程数值仿真研究 |
| 3.3.1 装药结构及材料参数 |
| 3.3.2 网格尺寸的选取 |
| 3.3.3 仿真结果及分析 |
| 3.4 药型罩结构参数对环形射流性能的影响 |
| 3.4.1 药型罩罩高 |
| 3.4.2 药型罩顶端壁厚 |
| 3.4.3 药型罩底端壁厚 |
| 3.4.4 药型罩曲率半径 |
| 3.5 水下爆炸对射流性能的影响 |
| 3.5.1 仿真模型 |
| 3.5.2 水的状态方程 |
| 3.5.3 仿真结果及分析 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 组合式环形聚能装药结构破甲机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 经典聚能射流侵彻理论 |
| 4.2.1 射流定常侵彻模型 |
| 4.2.2 射流非定常侵彻模型 |
| 4.2.3 考虑靶板强度的侵彻模型 |
| 4.3 组合式环形装药破甲性能研究 |
| 4.3.1 射流破甲过程分析 |
| 4.3.2 药型罩结构参数对环形射流破甲性能的影响 |
| 4.3.3 炸高对装药结构破甲性能的影响研究 |
| 4.4 环形药型罩结构参数优化设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 组合式环形聚能装药结构对双壳体结构的毁伤机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水中毁伤元分析 |
| 5.2.1 爆炸冲击波 |
| 5.2.2 气泡脉动 |
| 5.2.3 射流 |
| 5.3 数值仿真研究 |
| 5.3.1 水中爆炸过程 |
| 5.3.2 爆炸冲击波对双壳体结构的作用 |
| 5.3.3 射流对双壳体结构的作用 |
| 5.4 组合式环形装药结构侵彻双壳体结构试验 |
| 5.4.1 试验方案和布置 |
| 5.4.2 试验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 存在的不足与工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）超高速金属射流侵彻靶板的SPH流固耦合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚能射流侵彻靶板国内外研究现状 |
| 1.2.2 SPH方法在聚能射流侵彻靶板领域国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新性 |
| 1.4 技术路线与创新点 |
| 第二章 射流侵彻靶板的SPH方法分析 |
| 2.1 SPH方法的粒子生成与近似 |
| 2.1.1 SPH粒子生成 |
| 2.1.2 SPH粒子近似 |
| 2.2 射流侵彻靶板的SPH方程建立与相关计算 |
| 2.2.1 光滑核函数与光滑长度 |
| 2.2.2 邻域粒子搜索与人工粘度 |
| 2.2.3 具有材料强度的SPH方程 |
| 2.3 LS-DYNA中的SPH理论模型建立 |
| 2.4 聚能射孔弹与靶板的材料本构和状态方程建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 聚能射孔弹SPH模型初始化均布方法研究 |
| 3.1 基于射线法的SPH粒子均布分析 |
| 3.2 SPH粒子均布质量评价 |
| 3.3 SPH粒子初始分布状态对爆炸模拟的影响分析 |
| 3.3.1 SPH粒子初始分布状态对爆轰波扩散的影响分析 |
| 3.3.2 SPH粒子初始分布状态对射流速度的影响分析 |
| 3.4 SPH粒子的初始化均布生成软件开发 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SPH粒子射流侵彻靶板关键影响因素分析 |
| 4.1 基于SPH和虚拟源点法的侵彻深度方法分析 |
| 4.1.1 基于虚拟源点法的侵彻深度分析 |
| 4.1.2 基于SPH方法的源点坐标计算方法分析 |
| 4.1.3 考虑靶板强度的侵彻深度计算方法分析 |
| 4.2 射孔弹外壳壁厚对侵彻效果的关键参数影响分析 |
| 4.2.1 数值模型建立 |
| 4.2.2 射流成型结果分析 |
| 4.2.3 靶板侵彻结果分析 |
| 4.3 射流参数对靶板损伤影响分析 |
| 4.3.1 带有损伤参数的数值模型建立 |
| 4.3.2 靶板损伤结果分析 |
| 4.3.3 靶板损伤结果的处理及量化分析 |
| 4.3.4 射流参数对靶板损伤的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）多层内核嵌套PELE对轻型装甲目标毁伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 多层内核嵌套PELE侵彻过程理论模型 |
| 2.1 侵彻靶板过程分析 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.2.1 撞击应力 |
| 2.2.2 剪应力 |
| 2.2.3 尾端压应力 |
| 2.3 轴向剩余速度 |
| 2.4 破片径向速度 |
| 2.5 理论模型的验证 |
| 2.5.1 数值模拟验证 |
| 2.5.2 文献试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 不同组合弹芯PELE侵彻薄靶数值模拟 |
| 3.1 PELE弹靶材料 |
| 3.1.1 壳体靶板材料模型及参数 |
| 3.1.2 弹芯材料模型及参数 |
| 3.2 不同组合弹芯对侵彻的影响分析 |
| 3.2.1 轴向速度变化规律 |
| 3.2.2 破片径向速度变化规律 |
| 3.2.3 孔径的变化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 弹芯材料参数对PELE侵彻的影响规律 |
| 4.1 弹芯材料密度的影响 |
| 4.2 弹芯材料声速的影响 |
| 4.3 弹芯材料泊松比的影响 |
| 4.4 弹芯材料弹性模量的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 弹靶结构对PELE侵彻的影响规律 |
| 5.1 弹丸长径比对侵彻的影响 |
| 5.2 弹丸内外径比对侵彻的影响 |
| 5.3 复合装甲对侵彻的影响 |
| 5.3.1 陶瓷复合装甲 |
| 5.3.2 橡胶复合装甲 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚能战斗部发展现况 |
| 1.2.2 聚能战斗部侵彻性能研究现况 |
| 1.2.3 水下爆炸研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 水下爆炸流固耦合计算方法及验证 |
| 2.1 CEL算法简介 |
| 2.2 ALE算法简介 |
| 2.3 仿真验证 |
| 2.3.1 聚能射流仿真验证 |
| 2.3.2 水下爆炸冲击波载荷仿真验证 |
| 2.3.3 气泡载荷仿真验证 |
| 2.3.4 多层简易结构接触爆炸仿真验证 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 聚能炸药水下金属射流载荷的影响因素分析 |
| 3.1 药型罩类型对金属射流载荷影响 |
| 3.2 起爆方式对金属射流载荷影响 |
| 3.3 水压对金属射流载荷影响 |
| 3.3.1 计算模型 |
| 3.3.2 爆深6m |
| 3.3.3 爆深300m |
| 3.3.4 计算结果对比 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究 |
| 4.1 材料及结构模型 |
| 4.2 双层壳结构在浅水区聚能炸药爆炸载荷作用下毁伤性能 |
| 4.2.1 浅水区金属射流穿孔尺寸计算 |
| 4.2.2 浅水区攻角0度时结构毁伤特性 |
| 4.2.3 浅水区攻角90度时结构毁伤特性 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 双层壳结构在深水区聚能炸药爆炸载荷作用下毁伤性能 |
| 4.3.1 深水区金属射流载荷穿孔能力分析 |
| 4.3.2 深水区结构毁伤特性研究 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 破片载荷作用下耐压壳结构防护性能研究 |
| 5.1 聚脲弹性体研究现状 |
| 5.2 仿真验证 |
| 5.2.1 仿真控制方程 |
| 5.2.2 材料模型 |
| 5.2.3 二维轴对称算法仿真验证 |
| 5.2.4 聚脲材料模型仿真验证 |
| 5.3 聚脲-钢板复合结构抗侵彻性能研究 |
| 5.3.1 夹层厚度对结构抗侵彻性能的影响 |
| 5.3.2 侵彻速度对结构抗侵彻性能的影响 |
| 5.4 耐压壳结构设计可行方案优选 |
| 5.4.1 聚脲层位置及厚度对结构抗侵彻性能的影响 |
| 5.4.2 新型双层结构抗侵彻性能分析 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）PELE弹活性内芯配方与弹体结构设计及毁伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 PELE弹的研究背景 |
| 1.1.2 传统PELE弹概念的提出 |
| 1.1.3 活性内芯PELE弹概念的提出 |
| 1.1.4 活性内芯PELE弹的研究意义 |
| 1.2 传统PELE弹的国内外研究现状 |
| 1.2.1 PELE弹诞生的试验过程 |
| 1.2.2 PELE弹侵彻及破碎机理研究 |
| 1.2.3 PELE弹横向增强效应的影响因素研究 |
| 1.3 聚四氟乙烯基活性材料的国内外研究现状 |
| 1.3.1 聚四氟乙烯及金属/聚四氟乙烯基本特性 |
| 1.3.2 聚四氟乙烯基活性材料的配方及制备工艺研究 |
| 1.3.3 聚四氟乙烯基活性材料的力学性能及本构关系研究 |
| 1.3.4 聚四氟乙烯基活性材料的冲击反应临界条件及释能特性研究 |
| 1.4 活性内芯PELE弹的国内外研究现状 |
| 1.5 活性内芯PELE弹研究存在的主要问题 |
| 1.5.1 适用于PELE弹的活性材料配方亟待进一步确定 |
| 1.5.2 活性材料的成型和烧结工艺亟待进一步改进 |
| 1.5.3 活性材料的反应释能机理和本构模型亟待进一步研究 |
| 1.5.4 PELE弹的结构设计亟待进一步优化 |
| 1.5.5 活性内芯PELE弹的毁伤机理亟待进一步探索 |
| 1.6 本文的研究思路与主要内容 |
| 第二章 活性内芯材料配方设计及制备烧结工艺研究 |
| 2.1 活性内芯的基元组分选取 |
| 2.1.1 氟聚物的选取 |
| 2.1.2 PTFE的基本特性 |
| 2.1.3 金属粉末的选取 |
| 2.1.4 其他组份的选取 |
| 2.2 活性内芯的制备与烧结工艺 |
| 2.2.1 活性内芯的配方设计 |
| 2.2.2 主要基元材料与仪器设备 |
| 2.2.3 材料成型模具 |
| 2.2.4 基元粉末材料的混合 |
| 2.2.5 试样压制成型工艺 |
| 2.2.6 试样烧结工艺 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 活性内芯材料的释能能力及基本力学性能研究 |
| 3.1 活性内芯材料的释能能力研究 |
| 3.1.1 传统落锤试验 |
| 3.1.2 基于落锤系统的释能能力测试试验 |
| 3.1.3 活性材料的配方确定及特性落高(H_(50))试验 |
| 3.2 活性内芯材料的准静态力学性能研究 |
| 3.2.1 准静态压缩试验方法 |
| 3.2.2 未烧结试样的准静态压缩试验 |
| 3.2.3 烧结试样的准静态压缩试验 |
| 3.3 活性内芯材料的动态力学性能研究 |
| 3.3.1 SHPB压杆试验技术的基本假定和测试原理 |
| 3.3.2 待测试样设计原则及试验数据处理方法 |
| 3.3.3 SHPB动态力学性能试验结果及分析 |
| 3.4 活性内芯材料的本构模型 |
| 3.4.1 本构模型的选择 |
| 3.4.2 Johnson-Cook本构模型简介 |
| 3.4.3 Johnson-Cook本构模型参数确立 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 PELE弹的结构优化设计 |
| 4.1 PELE弹数值仿真算法改进的理论基础 |
| 4.1.1 Mott环理论和Grady层裂理论 |
| 4.1.2 断裂软化算法 |
| 4.1.3 随机失效算法 |
| 4.2 基于断裂软化和随机失效算法的PELE弹穿靶过程仿真研究 |
| 4.2.1 有限元模型 |
| 4.2.2 材料模型和参数的选取 |
| 4.2.3 改进算法后的仿真结果与试验结果对比分析 |
| 4.2.4 小结 |
| 4.3 截锥形PELE弹的结构设计及研究 |
| 4.3.1 截锥形PELE弹的结构设计思路 |
| 4.3.2 有限元模型 |
| 4.3.3 材料模型参数和仿真工况 |
| 4.3.4 截锥形PELE 弹与传统PELE 弹的侵彻能力对比 |
| 4.3.5 截锥形PELE 弹与传统PELE 弹的破片效应对比 |
| 4.3.6 小结 |
| 4.4 分段式PELE弹的结构设计及研究 |
| 4.4.1 分段式PELE弹的结构设计思路 |
| 4.4.2 有限元模型 |
| 4.4.3 仿真工况 |
| 4.4.4 毁伤威力评估指标 |
| 4.4.5 不同类型分段式PELE弹的毁伤威力对比分析 |
| 4.4.6 分段式PELE 弹(1:1)与传统PELE 弹的毁伤威力对比分析 |
| 4.4.7 小结 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 活性内芯PELE弹的毁伤机理及数值仿真研究 |
| 5.1 活性内芯PELE弹的毁伤机理分析 |
| 5.1.1 活性内芯PELE弹的结构简化 |
| 5.1.2 活性内芯PELE弹侵彻作用过程描述 |
| 5.1.3 活性内芯PELE弹的破片径向飞散速度理论模型 |
| 5.1.4 活性内芯PELE弹的内芯压力分布 |
| 5.2 Powder Burn状态方程 |
| 5.2.1 燃烧分数 |
| 5.2.2 气体压力 |
| 5.2.3 反应速率 |
| 5.2.4 点火前沿速度 |
| 5.3 活性内芯PELE弹的侵彻数值仿真 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 材料模型和仿真工况 |
| 5.3.3 活性内芯PELE弹的侵彻能力研究 |
| 5.3.4 活性内芯PELE弹的破片效应研究 |
| 5.3.5 活性内芯PELE弹的破片径向飞散速度理论模型验证 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究成果及结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（6）面向空间碎片清除的可重复侵彻飞锚系统设计及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 空间碎片主动移除技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 抓捕式离轨清除方法 |
| 1.2.2 增阻式离轨清除方法 |
| 1.2.3 推移式离轨清除方法 |
| 1.2.4 新型碎片清除概念 |
| 1.2.5 空间碎片主动移除技术现状小结 |
| 1.3 侵彻与锚固附着理论国内外研究现状 |
| 1.3.1 侵彻问题研究现状 |
| 1.3.2 锚固附着问题研究现状 |
| 1.3.3 侵彻与锚固附着理论现状小结 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 飞锚系统侵彻理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 飞锚系统设计需求分析 |
| 2.3 飞锚垂直侵彻单层金属靶板模型的建立 |
| 2.3.1 靶板基本方程的建立 |
| 2.3.2 飞锚垂直侵彻单层金属靶板理论模型的建立 |
| 2.3.3 三种常见锚头形状飞锚的侵彻能力分析 |
| 2.4 飞锚垂直侵彻多层金属靶板模型的建立 |
| 2.5 飞锚斜侵金属靶板模型的建立 |
| 2.6 飞锚系统锚固力分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 可重复侵彻附着飞锚系统结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 飞锚本体结构设计及其锚固力的分析 |
| 3.2.1 飞锚本体结构设计 |
| 3.2.2 飞锚附着结构锚固力分析 |
| 3.3 发射回收装置结构设计 |
| 3.3.1 发射部分结构设计 |
| 3.3.2 回收部分结构设计 |
| 3.3.3 飞锚系统总体结构 |
| 3.4 飞锚系统实验平台设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 可重复侵彻附着飞锚系统实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞锚本体部分实验验证 |
| 4.3 可重复侵彻附着飞锚系统实验验证 |
| 4.3.1 发射部分结构实验验证 |
| 4.3.2 回收部分结构实验验证 |
| 4.4 飞锚侵彻靶板实验验证 |
| 4.4.1 飞锚系统实验平台的搭建 |
| 4.4.2 飞锚垂直侵彻单层靶板 |
| 4.4.3 飞锚垂直侵彻双层靶板 |
| 4.4.4 飞锚斜侵靶板 |
| 4.5 飞锚锚固力测试实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表过的学术论文 |
| 致谢 |
（7）超聚能装药理论与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 聚能装药基本原理 |
| 1.2.2 聚能装药研究发展概况 |
| 1.2.3 传统聚能装药研究现状 |
| 1.2.4 环形聚能装药结构研究现状 |
| 1.2.5 超聚能射流装药结构研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 超聚能射流装药基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统聚能射流形成理论 |
| 2.2.1 定常理论 |
| 2.2.2 PER准定常理论 |
| 2.2.3 聚能射流头部的形成 |
| 2.2.4 聚能射流对靶板的侵彻 |
| 2.3 超聚能射流基本理论 |
| 2.3.1 超聚能射流形成基本理论模型 |
| 2.3.2 超聚能射流形成基本理论模型数值验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 喷射型超聚能射流装药结构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 喷射型超聚能射流装药结构实验研究 |
| 3.3 喷射型超聚能射流装药结构数值模拟研究 |
| 3.3.1 计算模型的建立 |
| 3.3.2 数值模拟结果与实验结果对比 |
| 3.3.3 数值模拟结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 圆台辅助型超聚能射流装药结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 圆台辅助型超聚能射流装药结构数值模拟研究 |
| 4.2.1 计算模型的建立 |
| 4.2.2 网格收敛性研究 |
| 4.2.3 数值模拟结果及分析 |
| 4.3 圆台辅助型超聚能射流装药结构实验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 平板辅助型超聚能射流装药结构研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 平板辅助型超聚能射流形成理论研究 |
| 5.2.1 平板辅助型超聚能射流形成理论计算模型 |
| 5.2.2 理论计算结果及分析 |
| 5.3 平板辅助型超聚能射流装药结构数值模拟研究 |
| 5.3.1 计算模型的建立 |
| 5.3.2 网格收敛性研究 |
| 5.3.3 平板辅助型超聚能射流成型数值模拟结果的X光实验验证 |
| 5.3.4 平板辅助型超聚能射流数值模拟结果及分析 |
| 5.4 传统聚能射流与平板辅助型超聚能射流形成对比研究 |
| 5.4.1 传统聚能射流与平板辅助型超聚能射流形成数值模拟结果对比 |
| 5.4.2 传统聚能射流与平板辅助型超聚能射流形成X光实验结果对比 |
| 5.5 传统聚能射流与平板辅助型超聚能射流侵彻对比研究 |
| 5.5.1 药型罩壁厚对超聚能射流及传统聚能射流侵彻的影响 |
| 5.5.2 药型罩截顶高度对平板辅助型超聚能射流侵彻的影响 |
| 5.5.3 附加装置材料对平板辅助型超聚能射流侵彻的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 传统聚能装药与超聚能装药侵彻混凝土靶研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 传统聚能装药侵彻混凝土靶实验研究 |
| 6.2.1 实验方案设计 |
| 6.2.2 实验结果及分析 |
| 6.3 传统聚能装药与平板辅助型超聚能装药侵彻混凝土靶数值模拟研究 |
| 6.3.1 计算模型的建立 |
| 6.3.2 数值模拟结果及分析 |
| 6.3.2.1 传统聚能射流与超聚能射流形成对比 |
| 6.3.2.2 传统聚能射流与超聚能射流侵彻结果对比 |
| 6.4 间隔靶侵彻深度计算理论模型 |
| 6.4.1 射流拉伸、断裂计算模型 |
| 6.4.2 修正的流体动力学侵彻模型 |
| 6.4.3 附加射流长度损失计算 |
| 6.4.4 侵彻深度理论计算过程及结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 超聚能环形侵彻体装药结构研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 超聚能环形侵彻体成型理论与设计 |
| 7.2.1 EFP参数计算模型 |
| 7.2.2 超聚能环形侵彻体计算模型 |
| 7.2.3 计算结果分析与讨论 |
| 7.3 超聚能环形侵彻体形成数值模拟研究 |
| 7.3.1 计算模型的建立 |
| 7.3.2 网格收敛性研究 |
| 7.3.3 超聚能环形侵彻体成型数值模拟结果的X光实验验证 |
| 7.3.4 数值模拟结果及分析 |
| 7.4 超聚能环形体侵彻实验研究 |
| 7.4.1 炸高对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.2 药型罩壁面内外圆圆心径向距离对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.3 药型罩上壁面厚度对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.4 药型罩最大壁厚位置对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.5 药型罩中心孔直径对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.6 壳体厚度及材料对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.4.7 装药直径对超聚能环形侵彻体侵彻的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（8）新型反应装甲抗侵彻机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 坦克装甲防护的研究进展 |
| 1.2.2 反应装甲的研究进展 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 线型聚能射流形成的数值模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 聚能射流形成理论 |
| 2.3 程序的介绍 |
| 2.4 模型建立与材料参数 |
| 2.5 算法及材料参数的验证 |
| 2.6 线型聚能射流形成的过程 |
| 2.7 线型聚能射流速度结果分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 反应装甲结构优化分析及试验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线型聚能射流影响因素分析 |
| 3.2.1 楔形角度对线型聚能射流的影响 |
| 3.2.2 药型罩厚度对线型聚能射流的影响 |
| 3.2.3 装药量对线型聚能射流的影响 |
| 3.3 正交优化分析 |
| 3.3.1 参数选取 |
| 3.3.2 正交表构造 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 优化模型分析 |
| 3.5 试验验证 |
| 3.5.1 试验目的 |
| 3.5.2 线型聚能装药的设计与加工 |
| 3.5.3 试验测试系统及布置 |
| 3.5.4 试验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 反应装甲抗穿甲弹的数值模拟及机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反应装甲干扰细钨杆数值模拟 |
| 4.2.1 线型聚能射流干扰细钨杆过程 |
| 4.2.2 干扰后的细钨杆侵彻后效靶板过程 |
| 4.2.3 受干扰钨杆侵彻靶板效应分析 |
| 4.3 反应装甲干扰粗钨杆数值模拟 |
| 4.3.1 线型聚能射流干扰粗钨杆过程 |
| 4.3.2 干扰后的粗钨杆侵彻后效靶板过程 |
| 4.3.3 受干扰钨杆侵彻靶板效应分析 |
| 4.4 弹速对反应装甲抗侵彻能力的影响 |
| 4.5 倾角对反应装甲抗侵彻能力的影响 |
| 4.6 反应装甲抗穿甲弹侵彻的理论分析 |
| 4.6.1 线型射流切割钨杆理论分析 |
| 4.6.2 反应装甲干扰高速钨杆的理论分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（9）活性毁伤元与等离子体电磁特性的SPH数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 聚能装药 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 活性材料聚能战斗部 |
| 1.3 超高速碰撞研究简介 |
| 1.3.1 太空碎片 |
| 1.3.2 超高速碰撞电磁特性的研究概况 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第2章 SPH方法的基本理论 |
| 2.1 SPH方法的基本思想 |
| 2.2 SPH基本方程的构造 |
| 2.2.1 核近似法 |
| 2.2.2 粒子近似法 |
| 2.3 Navier-Stokes方程的SPH近似表达式 |
| 2.3.1 Navier-Stokes方程 |
| 2.3.2 质量守恒方程的粒子近似法 |
| 2.3.3 动量方程的粒子近似法 |
| 2.3.4 能量方程的粒子近似法 |
| 2.4 材料的本构模型 |
| 2.5 接触力模型 |
| 2.6 搜索算法 |
| 2.7 时间积分 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 活性材料聚能战斗部毁伤特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚能装药SPH2D程序的建立 |
| 3.2.1 状态方程的选择 |
| 3.2.2 程序可靠性的验证 |
| 3.3 活性材料的模型 |
| 3.3.1 组分选择 |
| 3.3.2 PTFE/Al活性材料的力学模型 |
| 3.3.3 材料模型可靠性的验证 |
| 3.4 PTFE/Al活性材料聚能战斗部毁伤效应仿真 |
| 3.4.1 不同材质以及不同侵彻角度的毁伤效应 |
| 3.4.2 不同炸高的毁伤效应 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超高速碰撞产生等离子体的电磁特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 产生等离子体的电磁特性计算 |
| 4.2.1 理论模型 |
| 4.2.2 模拟验证 |
| 4.3 铝制弹丸超高速撞击铝制靶板的模拟计算 |
| 4.3.1 数值模型的建立 |
| 4.3.2 碰撞速度对电磁特性产生的影响分析 |
| 4.3.3 碰撞角度对电磁特性产生的影响分析 |
| 4.4 电磁模型的修正 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（10）高速冲击作用下材料宏细观响应行为的跨尺度数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 高速冲击过程基本研究方法 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 理论分析研究 |
| 1.2.3 数值模拟研究 |
| 1.3 高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 固-固高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟研究现状 |
| 1.3.2 流-固高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟研究现状 |
| 1.3.3 破片形成及飞散特性数值模拟研究现状 |
| 1.4 高速冲击作用下材料细观响应行为数值模拟研究现状及对跨尺度数值模拟方法的迫切需求 |
| 1.4.1 基于均匀材质属性的材料细观响应行为数值模拟研究现状 |
| 1.4.2 基于组织特征的材料细观响应行为数值模拟研究现状 |
| 1.5 本文的基本思想和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟方法优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 固-固高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟方法优化 |
| 2.2.1 常用的失效准则 |
| 2.2.2 基于累积损伤效应的应力-应变耦合失效判据 |
| 2.3 流-固高速冲击作用下材料宏观响应行为数值模拟方法优化 |
| 2.3.1 SPH方法的引入 |
| 2.3.2 SPH方法基本理论 |
| 2.3.3 SPH计算模型的构建 |
| 2.3.4 相互作用粒子数量控制方法优化 |
| 2.3.5 人工粘度的引入及算法优化 |
| 2.3.6 粒子间相互作用的实现及控制 |
| 2.3.7 其他与SPH计算效率相关算法的优化 |
| 2.4 高速冲击作用下破片形成及统计方法优化 |
| 2.4.1 基于单元失效思想的破片形成及统计方法 |
| 2.4.2 基于材料非均匀性思想的破片形成及统计方法 |
| 2.4.3 基于无网格思想的破片形成及统计方法 |
| 2.4.4 基于网格-无网格转换思想的破片形成及统计方法 |
| 2.4.5 基于节点分离思想的破片场形成及统计方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 宏细观跨尺度数值模拟方法建立及有效性验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于载荷信息传递思想的跨尺度数值模拟方法 |
| 3.2.1 基本思想 |
| 3.2.2 跨尺度数值模拟方法在LS-DYNA上的实现 |
| 3.3 Ti-6Al-4V钛合金强迫剪切行为的跨尺度模拟及实验验证 |
| 3.3.1 Ti-6Al-4V钛合金强迫剪切实验 |
| 3.3.2 Ti-6Al-4V钛合金强迫剪切过程的跨尺度数值模拟 |
| 3.3.3 实验与模拟结果的对比及验证分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 弹体侵彻作用下Ti-6Al-4V钛合金装甲材料周期性绝热剪切带形成机制数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方案 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 弹靶侵彻实验 |
| 4.2.3 靶板回收及观察 |
| 4.3 弹靶侵彻模型的构建及设置 |
| 4.3.1 有限元模型 |
| 4.3.2 材料模型及参数 |
| 4.3.3 失效判据及参数 |
| 4.4 弹体侵彻作用下Ti-6Al-4V钛合金靶板宏观失效机制分析 |
| 4.4.1 Ti-6Al-4V钛合金靶板宏观失效特征分析 |
| 4.4.2 Ti-6Al-4V钛合金靶板侵彻过程分析 |
| 4.4.3 Ti-6Al-4V钛合金靶板宏观失效机制分析 |
| 4.5 弹体侵彻作用下Ti-6Al-4V钛合金靶板细观失效机制分析 |
| 4.5.1 Ti-6Al-4V钛合金靶板细观失效特征分析 |
| 4.5.2 Ti-6Al-4V钛合金靶板细观失效机制分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 钨铜合金药型罩形成射流侵彻靶板及钨铜两相协调变形机制数值模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钨铜合金药型罩形成射流过程数值模拟研究 |
| 5.2.1 几何模型 |
| 5.2.2 SPH粒子计算模型的构建 |
| 5.2.3 基本算法及参数设置 |
| 5.2.4 材料模型及参数 |
| 5.2.5 粒子运动区域及速度控制 |
| 5.2.6 钨铜射流形成过程 |
| 5.2.7 射流动能及速度分析 |
| 5.3 钨铜聚能射流斜侵彻金属靶板及反应装甲数值模拟研究 |
| 5.3.1 计算模型 |
| 5.3.2 材料模型及参数 |
| 5.3.3 射流与靶板间作用控制及对材料失效行为的模拟 |
| 5.3.4 钨铜聚能射流倾斜侵彻金属靶板过程及结果分析 |
| 5.3.5 钨铜聚能射流倾斜侵彻反应装甲过程及结果分析 |
| 5.4 药型罩压垮过程中钨铜两相高速协调变形机制数值模拟研究 |
| 5.4.1 线型聚能装药计算模型 |
| 5.4.2 钨铜合金细观组织有限元模型构建 |
| 5.4.3 线型聚能射流形成过程 |
| 5.4.4 钨铜细观组织变形行为分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 内爆载荷下40CrMnSiB钢圆筒破片飞散特性及细观变形机制数值模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 内爆载荷下40CrMnSiB钢圆筒破片形成过程数值模拟 |
| 6.2.1 几何模型 |
| 6.2.2 算法设置 |
| 6.2.3 材料模型及参数 |
| 6.2.4 计算模型 |
| 6.2.5 模拟结果 |
| 6.3 基于LS-DYNA计算结果的破片信息自动统计 |
| 6.3.1 破片场的重建 |
| 6.3.2 破片的识别及数量统计流程 |
| 6.3.3 破片质量统计流程 |
| 6.3.4 破片速度统计流程 |
| 6.3.5 破片统计结果 |
| 6.4 内爆载荷下40CrMnSiB钢细观变形机制数值模拟研究 |
| 6.4.1 宏观有限元模型 |
| 6.4.2 细观有限元模型 |
| 6.4.3 40CrMnSiB钢细观组织变形机制分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文结论与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 建议与展望 |
| 附录A 基于APDL语言的破片识别及数量、质量、速度统计程序 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、射流形式及其侵彻多层金属靶的实验研究（论文参考文献）
- [1]新型组合式环形聚能装药技术研究[D]. 胡哲成. 中北大学, 2021
- [2]超高速金属射流侵彻靶板的SPH流固耦合分析[D]. 王博. 西安石油大学, 2021(09)
- [3]多层内核嵌套PELE对轻型装甲目标毁伤机理研究[D]. 梁昊. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [4]聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究[D]. 刘启庆. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [5]PELE弹活性内芯配方与弹体结构设计及毁伤机理研究[D]. 丁亮亮. 国防科技大学, 2019(01)
- [6]面向空间碎片清除的可重复侵彻飞锚系统设计及实验研究[D]. 李强. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [7]超聚能装药理论与应用研究[D]. 徐文龙. 北京理工大学, 2018(07)
- [8]新型反应装甲抗侵彻机理研究[D]. 郭佳妮. 北京理工大学, 2018(07)
- [9]活性毁伤元与等离子体电磁特性的SPH数值模拟研究[D]. 吕旸涛. 北京理工大学, 2016(03)
- [10]高速冲击作用下材料宏细观响应行为的跨尺度数值模拟研究[D]. 刘金涛. 北京理工大学, 2016(06)