摘要：为研究符合北约STANAG 4496标准的高速破片在空气中运动的规律,设计了一种使用30 mm弹道炮发射的破片弹,并用多组区截测速装置获得标准破片在1400~2200 m/s速度范围内的运动数据。在此基础上,采用数值仿真和理论分析2种方式对破片在空气中运动的速度衰减规律进行了研究,利用CFX软件模拟破片在空气中运动的受力情况来推导破片运动速度,仿真与实测速度的最大误差为2.71%;结合破片运动方程建立了速度衰减模型,推导出破片运动过程中迎风面积的极值,结果表明:破片衰减系数k为0.008899;破片空气阻力系数cx取值范围为[0.99304,1.61721],并通过试验验证了速度衰减模型。

摘要：反舰导弹战斗部爆炸产生的高速破片会对舰船内部人员、武器设备等造成严重毁伤。为研究舰船防护结构的抗侵彻性能,在传统加筋板架舱壁结构的基础上提出一种双层平板舱壁结构,对高速破片侵彻薄板的理论和经验公式进行分析,验证计算方法的可行性;对两者在高速破片侵彻载荷作用下的失效特性、动态响应以及吸能情况进行比较分析,双层舱壁结构抗侵彻性能明显优于传统单层结构;对不同侵彻速度、不同舱壁板厚对双层舱壁结构性能的影响进行研究,和试验数据结果对比,计算结果与之相吻合,并给出舱壁结构吸能特性的影响参数,为双层舱壁结构进行优化设计提供参考。

摘要：为研究舱室组合结构抗高速破片侵彻性能,设计船用钢和玻纤/芳纶混纺复合材料的组合结构,开展高速破片侵彻不同工况下组合结构的数值模拟计算,分析了高速破片侵彻组合结构的侵彻过程,以及破片侵彻姿态、堆叠次序、混纺纤维体积比以及间隙对组合结构抗弹性能的影响。数值计算结果表明:受玻纤/芳纶体积比以及间隙的影响,钢板前置时组合结构的抗弹性能不一定最优;破片以面姿态侵彻组合结构时,侵彻能力最高;组合结构中若需要复合材料层合板前置且不降低抗弹性能时,层合板需要较高的抗剪强度。

摘要：为研究高速破片撞击充液容器形成的液压水锤效应,设计一套试验装置和测试方法,试验破片撞击充液容器产生空腔的变化过程、液体中不同位置处的压力变化以及前后面板的变形情况。试验发现:破片撞击容器后面板时会出现一圈空化气泡,气泡在后面板内表面从撞击点位置迅速沿径向扩展;液压水锤初始冲击阶段,距离撞击点较近区域在初始冲击波压力脉冲过后会出现一个较大负压,而距离撞击点较远区域不受负压影响;破片撞击速度对容器前面板最大变形影响较小,变形范围随着撞击速度的增大沿撞击点向四周扩展。后面板的最大变形及变形范围都随着破片撞击速度的增大而变大。

摘要：为探讨爆炸冲击波和高速破片对固支方板的复合作用特性,设计端部预制破片的TNT近爆试验。分析了大尺度薄板在不同载荷情况作用下的毁伤形貌,根据试验结果提出了结合载荷强度和作用时间来判定是否发生复合作用的判据。结果表明:在近距离爆炸时,平板在载荷复合作用下整体发生大挠曲变形,局部受高速破群作用发生密集的侵彻穿孔,两种载荷具有很强的复合毁伤能力;当距离增大后冲击波的毁伤能力极大减弱,达到一定范围距离后,破片成为防护结构的主要设计载荷,可以忽略复合作用;通过判据可以比较合理地判断出结构在某一爆距下,冲击波和高速破片两种载荷是否发生复合作用,并可以计算需要考虑复合作用的区间。

摘要：为探讨导弹战斗部近炸下舰船夹芯复合舱壁结构设计方法,采用TNT和预制破片近炸实验研究了典型夹芯复合舱壁结构在冲击波与高速破片联合作用下的破坏效应,分析了冲击波和破片联合毁伤载荷,指出了钢质面板和抗弹层的破坏模式,阐述了夹芯复合舱壁结构的防护机理。结果表明:预制破片装药近炸下,破片能远大于冲击波能,是防护结构的主要设计载荷;前面板主要是抵御冲击波,其变形破坏整体为挠曲大变形,局部为集团破片冲塞破口、破片穿孔和撞击凹坑;背板以挠曲大变形吸能为主;陶瓷材料碎裂严重,部分陶瓷碎片反向飞溅撞击前面板;纤维增强复合材料发生了纤维断裂、基体开裂、整体弯曲大变形及分层等破坏,抗弹层应避免产生穿透性破坏。

摘要：针对研发、检测弹药的安全性试验需求,通过分析高速弹丸加载的内弹道特性,结合身管结构的力学和强度分析,设计了一种采用火药燃气驱动技术的高速破片发射装置,该装置口径为25mm,长度4m。设计最大装药量200g,发射最大弹丸质量75g,最大膛压250MPa。计算了该装置速度、压力与装药量、弹丸质量的关系,并与试验结果进行比较,发现二者具有较好的一致性。利用该发射装置,可将65g质量的弹丸发射至1840m/s,实现了破片的高速可控加速,可应用于弹药的破片撞击安全性考核。

摘要：为考察骨料粒径对混凝土材料抗高速破片侵彻的影响,利用轻气炮加速装置和激光测试系统进行素混凝土(PC)和钢纤维增强混凝土(SFPC)侵彻实验研究,通过高速摄像机记录弹体着靶姿态和靶体动态损伤过程。实验中混凝土靶选用5～10 mm、10～15 mm、15～20 mm 3种不同级别骨料粒径,通过对侵彻深度、成坑体积以及靶体碎片剥落过程的比较发现:针对素混凝土靶体,3种级别粒径范围内,级别最大的骨料粒径靶体其抗侵彻能力达到最强;而对于钢纤维含量为1%的钢纤维增强混凝土,粒径级别为10～15 mm的靶体抗侵彻能力最佳,结合骨料粒径对混凝土断裂能的双重作用,表明钢纤维的含量与骨料粒径之间存在一个优化值,在这个优化值配比下,钢纤维增强混凝土抗高速破片的侵彻能力能够达到比较理想的效果。实验结果的讨论分析对混凝土防护工程的设计具有借鉴作用。

摘要：针对反舰武器爆炸产生的破片,舰船舷侧可以设置陶瓷/钢复合装甲进行防护。本文利用数值方法分析陶瓷/钢复合装甲抗高速破片侵彻性能,在验证数值方法的基础上,探究破片形状、破片初始速度、陶瓷与钢板不同厚度组合对陶瓷/钢复合装甲抗侵彻性能影响,分析破片侵彻陶瓷/钢复合装甲过程。结果表明,陶瓷/钢复合装甲抗FSP弹侵彻性能最差,在设计陶瓷/钢复合装甲时,可选FSP破片作为设计载荷;抗锥形弹侵彻性能最好,抗锥形弹的最优陶瓷/钢复合结构比钢板的弹道极限速度提高了224 m/s;随着侵彻速度增加,破片的剩余质量近似呈线性减小,弹靶之间的作用力峰值不断增加,作用力峰值出现时间不断提前,弹靶作用时间降低。

摘要：为抵御反舰导弹产生的高速破片,设计制作了以高强玻璃纤维板为面板、聚氯乙烯(PVC)泡沫材料和高强聚乙烯纤维板为芯层的复合结构,并开展弹道试验研究其抗侵彻性能,为对比分析开展了945钢抗高速破片侵彻试验。结果表明,前置高强玻璃纤维板产生纤维剪切、拉伸断裂、基体碎裂和纤维脱粘破坏,前置PVC泡沫产生压实坍塌、胞壁剪切断裂和压碎破坏,高强聚乙烯纤维板主要产生纤维剪切、拉伸断裂并出现背凸大变形,后置PVC泡沫板产生压实破坏,后置高强玻纤板并未明显破坏裂纹;立方体弹侵彻945钢板时产生严重墩粗变形,钢板产生剪切冲塞破坏;复合结构单位面密度吸能较945钢板提高34%。