结构效应与国防工业跨越发展简论

文章以结构效应为问题分析的视角,从国防工业的技术结构、行业结构和部门结构耦合质量三个方面剖析国防工业提高经济效益实现跨越发展的机理,并提出了相应的建议。     

防暴动能弹发展现状及趋势分析

针对群体性事件呈多发、高发的态势,为提高防暴动能弹的作战效能,科学预测非致命动能弹丸的发展趋势,对防暴动能弹的发展历程进行了梳理,初步界定了硬质弹丸、橡胶弹丸、布袋弹丸和复合型弹丸四个发展阶段,通过剖析典型冲击损伤案例分析了不同类型动能弹丸的损伤特性,明确了防暴动能弹的冲击损伤谱,进一步通过对不同类型动能弹丸结构特性的...     

固支钢板在爆炸与均布载荷耦合作用下的破坏

为了研究局部爆炸载荷与均布载荷耦合作用下固支钢板的破坏效应,进行了局部爆炸载荷单独作用下固支钢板的破坏试验,通过建立有限元模型,对局部爆炸载荷单独作用下钢板的破坏进行模拟,验证了仿真模型的准确性,开展了单独局部爆炸载荷作用、单独均布载荷作用以及局部爆炸载荷和均布载荷耦合作用下固支钢板的破坏效应的研究;研究结果表明:局部...     

一种钢-铝金属间隙装甲抗小口径穿甲弹的性能研究

为了研究间隙装甲的靶板间距和倾角对装甲抗弹性能的影响规律,设计了一种装甲钢-装甲铝间隙装甲,并进行了不同初速度15.5 mm穿甲弹侵彻该间隙装甲的试验,研究不同弹丸初速下,弹丸和弹靶的破坏形式和破坏机理,在数值模拟和试验结果具有较高的一致性前提下,进一步研究装甲倾角和靶板间距对装甲抗弹性能的影响规律。结果表明：在一定弹靶条件下,装甲倾角较小时(<20°),倾角效应为负效应,装甲倾角较大时(>20°),倾角效应为正效应;当靶板间距小于弹长时,间隙效应呈现负效应,装甲的抗弹性能下降6.7%～18.9%;靶板间距大于弹长时,随着装甲倾角的增大,间隙效应逐渐向正效应转变,装甲的抗弹能力提高25%。研究结果揭示了该钢-铝间隙装甲的抗弹性能,可以为间隙装甲的设计提供有效支持。     

锥台嵌挤预应力约束混凝土抗冲击性能研究

钢管混凝土具有优良的抗冲击性能,为提高钢管在弹性阶段对混凝土的约束作用,设计并制备了锥台嵌挤预应力约束混凝土,以实现钢管对混凝土的主动围压约束。采用6 m高度落锤冲击试验,对比了预应力约束混凝土、素混凝土和常规钢环约束混凝土的破坏模式,分析了主要参数的影响。结果表明,当预应力约束混凝土试件的平均预应力大于1 MPa时,其产生初始可见裂缝时的冲击能量是素混凝土和钢环约束混凝土的4～20倍;其破坏时的冲击能量远高于素混凝土和钢环约束混凝土,甚至超过40倍;相比钢环约束混凝土,预应力约束混凝土破坏时裂缝更细,整体性更好,且可以更为显著的提高高强混凝土的抗冲击性能。为有效提高预应力约束混凝土的抗冲击性能,钢环的锥面倾角不宜大于3°,采用正六角形钢环要优于圆形和正四角形钢环。提出的锥台嵌挤预应力约束形式可以用于提高钢管混凝土的抗冲击能力,也可应用于防护门面层或遮弹层等结构中。     

基于3D-DIC的UHMWPE软质防弹衣性能测试

软质防弹衣可有效拦截常规手枪弹和低速破片,是警察等执法人员的主要防护装备。为研究某超高分子量聚乙烯(UHMWPE)软质防弹衣在枪弹冲击下的动态力学响应,使用三维数字图像相关技术(three-dimensional digital image correlation, 3D-DIC)进行了9 mm手枪弹侵彻软质防弹衣试验。试验获得了软质防弹衣背后鼓包(back face signature, BFS)的变形场、速度场和应变场等数据。结果表明：软质防弹衣在受子弹撞击后1 000μs内BFS高度急剧增加,达到了34.2 mm;随后增长变缓,约在3 000μs时BFS高度达到最大值60.2 mm; BFS形状由最初的四棱锥形变为最后的“金字塔形”;BFS速度在受撞击后200μs内迅速增长,达到最大值约为126.3 m/s,随后缓慢下降并趋向于0;防弹衣背后vonmises应变场分为4个L型区域,应变最大值出现在“L”的拐点处,400μs时防弹衣的最大vonmises应变为0.27。最后,采用改进的Gauss函数对不同时刻的BFS轮廓进行了曲面拟合,为快速估算任意时刻BFS形状提供了一种有效技术...     

摩擦效应对三维自由弯曲过程中管材变形行为的影响规律研究

三维自由弯曲过程中管材处于少约束条件下,弯曲模与管材之间的摩擦效应对管材的自由弯曲塑性变形行为影响非常明显。为了提高管材自由弯曲成形质量,需要研究不同摩擦条件下管材弯曲半径、壁厚分布、截面畸变的演化规律。建立了考虑弯曲模对管材摩擦作用力的自由弯曲成形力学模型,采用有限元模拟和实验相结合的方法,研究了不同摩擦系数条件下管材自由弯曲过程中应力、应变分布,截面畸变率和壁厚分布的变化情况。研究结果表明,相同弯曲模偏距(U)条件下,所成形管材弯曲半径(R)随摩擦系数的减小而下降,并且弯曲弧段内侧壁厚增厚愈发明显,而弯曲弧段外侧壁厚减薄现象减弱。截面畸变率随着摩擦系数的增加呈现出先增大后逐渐平缓的趋势。因此,当采用不同材质管材和弯曲模距时,需要充分考虑摩擦效应对管材自由弯曲变形行为的影响,以获得满足质量要求的弯曲管件。     

炸药动态起爆对舰船上下邻舱结构的毁伤效应研究

为研究炸药动态起爆对小型作战舰艇相邻舱室的破坏效应,首先采用LS-DYNA有限元软件,分析了装药在下舱静态起爆时对邻舱的毁伤形式;然后,计算了装药在动态起爆和静态起爆时舱壁的飞散速度和舱内的冲击波超压值差异;最后,计算了不同质量装药在动态起爆时对组合舱室的毁伤情况。结果表明:炸药在下舱内爆时,上舱舱壁受到下舱顶板变形发生挤压变形,主要变形区域位于顶板处;运动装药相比静态装药对速度正方向舱室的毁伤效果明显提高,且速度正方向舱壁焊接处破裂位置发生了改变,上舱舱壁出现了更大形变;装药质量的改变可影响舱室率先破坏的位置,从而间接影响到对邻舱的破坏形式。