张元豪
- 作品数：14 被引量：37H指数：4
- 供职机构：海军工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家部委资助项目更多>>
- 相关领域：理学交通运输工程更多>>
- 破片高速侵彻防护液舱剩余特性研究被引量：4
- 2017年
- 为探讨破片高速侵彻液舱后的剩余特性,通过弹道试验,并结合有限元分析软件Ansys/Ls-Dyna,比较破片侵彻垂直和倾斜液舱后的瞬时余速和运动轨迹。试验结果表明:破片穿透液舱前板初期,会产生空泡和射流,空泡大小和射流强度与破片入水初速有关,而空泡形状和射流方向则受液舱的倾斜角度影响;破片穿透液舱前板后,在水中的运动轨迹会发生偏转,偏转方向与破片入水初速有关。
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- 关键词：高速侵彻有限元
- 钢/玻璃钢组合结构对高速弹丸的抗侵彻特性被引量：10
- 2017年
- 为探究钢与玻璃钢的组合结构形式对舰船舱壁复合装甲结构抗穿甲性能的影响,采用均质钢板前置和后置玻璃钢来分别模拟舰船舱壁外设及内设复合装甲结构,结合高速弹道冲击实验,分析、比较2种结构形式组合靶板的穿甲破坏模式和抗弹吸能能力。在此基础上,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA开展高速立方体弹丸侵彻组合靶板的数值模拟计算,分析组合靶板的侵彻过程,并与实验结果进行比较。结果表明,数值计算结果与实验结果较为吻合;2种组合靶板中复合装甲板的破坏模式均主要为钢板的剪切冲塞破坏和玻璃钢的纤维剪切断裂,后置组合靶板中玻璃钢背层伴随有纤维的拉伸破坏;前置组合靶板的抗弹吸能能力要稍大于后置组合靶板。
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- 关键词：复合装甲抗弹性能
- 陶瓷/钛合金靶抗圆柱体弹侵彻的仿真研究被引量：3
- 2020年
- 为研究7.5 g圆柱体弹侵彻下,不同厚度配比的陶瓷/钛合金靶板的弹道极限速度及靶板的破坏模式,利用有限元软件ANLYSYS/LS-DYNA,对高速圆柱体弹侵彻陶瓷/钛合金结构进行数值模拟仿真,得到了弹道极限速度随陶瓷厚度和钛合金厚度变化的拟合公式,探讨了陶瓷和钛合金厚度比对结构抗弹性能的影响规律。结果表明:陶瓷/钛合金结构的破坏变形程度基本随着结构弹道极限速度的增大而增大,与增加陶瓷厚度相比,增加钛合金厚度对弹体侵蚀程度及靶板变形程度产生的影响更大;结构的单位面密度吸能基本随陶瓷/钛合金厚度比的增大呈先增大后减小的趋势,当陶瓷/钛合金厚度比在1~2之间时,结构抗弹性能较好。
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- 关键词：数值仿真
- 中高速弹体侵彻下泡沫铝夹芯结构抗侵彻性能实验研究被引量：2
- 2017年
- 为研究泡沫铝夹芯结构各组成部分在中、高速弹体侵彻下的抗侵彻性能及破坏机理,分别开展泡沫铝芯材(I)、前面板与芯材(II)、芯材与后面板(III)以及泡沫铝夹芯结构(IV)4种靶板在中、高速弹体侵彻下的弹道冲击试验。分析夹芯结构的破坏模式、侵彻过程和抗弹性能。结果表明:在中、高速弹体侵彻下,泡沫铝芯材发生了胞壁的绝热剪切和撕裂破坏,存在前面板的泡沫铝芯材还发生了胞壁压实坍塌;前面板发生绝热剪切破坏,弹速较低时,弹孔周围将产生明显的碟形弯曲变形,板厚较大、弹速较高时弹孔边缘存在开坑唇边;后面板发生了局部碟形弯曲-贯穿破坏,板厚较小时,后面板还产生了花瓣开裂。泡沫铝芯材吸能较小,泡沫铝和面板组成的夹芯结构吸能明显提高。面板的存在提高了靶板的抗弹性能,前面板对靶板的抗弹性能影响大于后面板的影响。同一种形式的靶板在高速弹体侵彻下的抗弹性能明显优于中速弹体侵彻下的抗弹性能。
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- 关键词：泡沫铝夹芯结构抗侵彻性能
- 中厚背水金属靶板抗钝头弹高速侵彻机制分析被引量：3
- 2017年
- 为探讨中厚背水金属靶板抗高速钝头弹垂直侵彻机制,根据不同的受力状态及耗能机制,结合中厚背水靶板抗高速侵彻特点,将高速钝头弹垂直侵彻中厚背水金属靶板的过程分为压缩镦粗、剪切压缩和剪切扰动3个阶段.基于3阶段侵彻机制,建立了钝头弹高速侵彻中厚背水金属靶板的瞬时余速计算模型.采用该模型计算了质量为3.3g的立方体破片弹丸侵彻厚度为5mm背水钢板的瞬时余速,理论计算值与实验结果及相应的模拟计算结果均吻合较好.由于计算模型考虑了靶后水介质的动支撑作用和动能耗散等效应,对高速钝头弹侵彻中厚背水金属靶板的瞬时余速能进行更合理的预测,具有一定的理论价值和工程应用价值.
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- 关键词：穿甲力学
- 结构间隙对夹芯式复合装甲结构抗侵彻性能的影响被引量：2
- 2019年
- 采用由厚度为8 mm的前置钛合金板、面密度为60 kg/m2的高强聚乙烯纤维增强复合材料层合板抗弹芯层、厚度为8 mm的后置钢板构成的夹芯式复合装甲,模拟舰船舷侧复合夹芯舱壁结构。根据面板与芯层间是否设置20 mm的间隙,将复合装甲结构定义为无间隙式、后间隙式及前后间隙式。为研究以上3种结构在55 g圆柱体弹高速冲击下的抗弹性能及破坏机理,开展了系列弹道实验,分析了钛合金板、高强聚乙烯纤维增强复合材料层合板芯层及钢质面板的破坏模式,探讨了结构间隙对复合装甲结构抗弹性能的影响。结果表明:前置钛合金板的破坏模式为剪切冲塞,靶板背弹面产生脆性断裂并伴随碎块崩落现象;聚乙烯纤维增强复合材料板的破坏模式及钢质背板的变形范围受间隙的影响较大,前置钛合金板受间隙影响较小;相同载荷侵彻下,间隙的存在有利于提高复合装甲结构的抗弹性能。
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- 关键词：复合装甲钛合金
- 破片高速侵彻中厚背水钢板的剩余特性被引量：1
- 2017年
- 为探讨破片高速侵彻中厚背水钢板的剩余特性,通过弹道实验,分析了弹体和靶板的破坏模式,比较了破片侵彻垂直和倾斜背水钢板后的瞬时余速和运动轨迹,以及由此引起的初始冲击波的压力特性。结果表明,破片在高速侵彻下,头部产生了严重的镦粗变形,钢板背后水介质的动支撑作用不容忽视;背水钢板的破坏模式主要为剪切冲塞破坏,背弹面穿孔存在绝热剪切效应;破片穿透背水钢板初期,会产生空泡和射流,空泡大小和射流强度与破片入水初速有关,而空泡形状和射流方向则受背水钢板的倾斜角度影响;破片穿透背水钢板后,在水中的运动轨迹会发生偏转,偏转方向与破片入水初速有关;由于水介质的动支撑作用和动能耗散效应,破片穿透背水钢板后的动能损失要大于穿透背空钢板的情形;水中初始冲击波的压力特性应考虑稀疏波的影响;相同初速下,破片侵彻垂直背水钢板引起的初始冲击波的峰值压力较侵彻倾斜背水钢板要大。
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- 关键词：高速侵彻
- 中厚钢板抗破片高速侵彻的影响因素试验被引量：2
- 2016年
- 针对舰船结构抗高速破片侵彻问题,开展弹道实验,分析船用钢靶板的破坏模式,得到弹体质量、初速和入射角度以及靶板厚度等影响因素对钢板整体抗弹性能的影响规律。研究结果表明:破片高速侵彻下,总面密度相同的情形下,多层薄钢板第一层的破坏模式与中厚钢板相同,但后面各层的破坏模式与中厚钢板差异较大,越靠近背层,花瓣开裂破坏的程度越大。破片高速侵彻下,钢板的整体抗侵彻吸能能力随弹体质量、弹体初速、入射角以及靶板总厚度的增大而提高,随层数的增多而降低。
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- 关键词：弹体靶板
- FSP冲击下钛合金靶板的侵彻特性被引量：2
- 2020年
- 为了研究钛合金板在中低速破片模拟弹(FSP)侵彻下的抗弹性能及破坏机理,开展了一系列弹道试验,对比分析了921A钢和钛合金的抗弹性能,得到了钛合金靶板的破坏模式,并且利用有限元分析软件Ansys/LS-DYNA探讨了不同厚度下钛合金靶板的能量吸收规律。研究结果表明:FSP侵彻下,钛合金靶板背弹面产生脆性断裂并在撞击区域形成裂纹,靶板贯穿后,背弹面扩孔呈现碎块崩落现象;FSP中低速侵彻下,钛合金靶板单位面密度吸能较921A钢靶板大;靶厚较小时,随着FSP初速的增加,靶板破坏模式存在高耗能到低耗能的转变,此刻靶板单位面密度吸能达到峰值;靶板能量吸收率随弹体冲击能的增大,先急剧减小后缓慢减小,在一定的弹体冲击能下,靶板能量吸收率随靶板厚度的增大而增大。
- 张元豪程忠庆侯海量侯海量李凌峰
- 关键词：钛合金抗弹性能破坏模式
- Q235钢板对高速弹的抗侵彻特性研究被引量：4
- 2017年
- 为探究钢板在典型防御目标弹丸侵彻下的抗弹性能及破坏模式,开展系列弹道实验,并结合有限元分析软件Ansys/LS-DYNA,探讨弹体初速、入射角度及靶板厚度对靶板抗弹性能的影响,对比分析不同条件下的破坏模式。结果表明,在改变单一因素的条件下,弹体初速越大、入射角越大、钢板厚度越大,钢板吸能越高,抗侵彻能力越强。
- 张元豪陈长海朱锡
- 关键词：弹体靶板
