钨合金破片对典型生物组织的损伤特性及实验方法研究

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作者 冯新娅 穆尧 +1 位作者 李树奎 刘金旭 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期159-167,共9页

为了间接分析杀爆破片对人体典型组织器官的损伤特性,同时为建立精确的人体靶标提供理论与实验依据,以长白猪组织器官作为研究对象,开展了钨合金破片对皮肤、肌肉、骨骼、内脏等关键组织器官的侵彻性能研究。基于单位厚度吸收能和单位... 为了间接分析杀爆破片对人体典型组织器官的损伤特性,同时为建立精确的人体靶标提供理论与实验依据,以长白猪组织器官作为研究对象,开展了钨合金破片对皮肤、肌肉、骨骼、内脏等关键组织器官的侵彻性能研究。基于单位厚度吸收能和单位面密度吸收能2个定量化指标对比分析了不同组织器官的抗破片侵彻能力。结果表明:在ϕ4 mm,400±10 m/s钨合金侵彻作用下,生物组织器官的单位厚度吸收能由大到小依次为骨骼(13.22 J/cm)、皮肤(8.94 J/cm)、肌肉(3.06 J/cm)、肝脏(2.95 J/cm)和肺部(1.91 J/cm),生物组织器官的单位面密度吸收能由大到小依次是皮肤(0.84 J·m^(2)/kg)、骨骼(0.58 J·m^(2)/kg)、肝脏(0.38 J·m^(2)/kg)、肺部(0.37 J·m^(2)/kg)和肌肉(0.32 J·m^(2)/kg)。其中,骨骼的单位厚度吸收能最高,皮肤的单位面密度吸收能最高,这归因于骨骼和皮肤具有较高的密度、强度和弹性模量。借助高速摄影仪对比分析了破片对不同组织器官的损伤面积,具有显著空腔效应的肌肉类黏弹性组织的损伤程度较大,以剪切破坏为主的高弹性皮肤和多孔状肺部的损伤程度较小,发生粉碎性破坏的高强易碎性骨骼的损伤程度介于肌肉和皮肤之间。 展开更多

关键词 长白猪 生物组织器官 钨合金破片 吸收能 损伤特性

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包覆板材料为陶瓷时平板装药的防护性能 被引量：8

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作者 李如江 韩宏伟 +1 位作者 孙素杰 刘天生 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期47-51,共5页

运用口径36mm的精密成型装药实验,研究了等效厚度相同的碳化硅和氧化铝陶瓷平板装药的防护性能,并与包覆材料为钢的平板装药进行了对比。运用LS-DYNA3D软件,对平板装药与聚能装药的作用过程进行了三维数值模拟。实验结果显示,对于此结... 运用口径36mm的精密成型装药实验,研究了等效厚度相同的碳化硅和氧化铝陶瓷平板装药的防护性能,并与包覆材料为钢的平板装药进行了对比。运用LS-DYNA3D软件,对平板装药与聚能装药的作用过程进行了三维数值模拟。实验结果显示,对于此结构的平板装药,碳化硅和氧化铝陶瓷平板装药使聚能装药侵彻能力分别下降了88%和82%,优于钢板的防护性能。数值模拟结果显示,陶瓷包覆板从边缘至中心依次出现断裂和粉碎现象,钢板与射流后部作用为断续干扰,而陶瓷板为连续干扰。 展开更多

关键词 爆炸力学 防护性能 LS-DYNA3D软件 平板装药 氧化铝陶瓷 碳化硅陶瓷 聚能装药

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国外坦克主动防护技术进展及发展趋势 被引量：17

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作者 武新 王晓 +5 位作者 苗成 武海玲 李树涛 杨伟苓 李国飞 吕绯 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2013年第2期133-137,共5页

简述主动防护技术的优缺点,对主动防护系统的概念、原理与分类进行简介,并介绍了国外几种典型的主动防护系统:乌克兰"扎斯龙"主动防护系统、以色列"战利品"主动防护系统、德国测试新型主动防护系统、韩国新型主动... 简述主动防护技术的优缺点,对主动防护系统的概念、原理与分类进行简介,并介绍了国外几种典型的主动防护系统:乌克兰"扎斯龙"主动防护系统、以色列"战利品"主动防护系统、德国测试新型主动防护系统、韩国新型主动防护系统、美国"铁幕"主动防护系统,最后对坦克装甲车辆主动防护的发展趋势进行预测。 展开更多

关键词 主动防护系统 坦克装甲车辆

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环保易切削黄铜材料的研究状况 被引量：4

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作者 张全孝 刘全利 +5 位作者 贾万明 梁栋 贺勇 郭锋 赵玉东 张明杰 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2011年第5期105-108,共4页

阐述了国内外对环保易切削黄铜材料的研究结果,并且探索了易切削黄铜的耐蚀性机制及易切削原理。同时,对该种材料的发展前景进行了展望。

关键词 黄铜 易切削 加工性能 耐蚀性

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Al-Mg多孔材料的力学性能研究 被引量：1

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作者 祝理君 邹敏明 +2 位作者 陈晓军 柴东朗 冯建中 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期70-72,共3页

研究低温反应自熔法制备的Al-20%Mg多孔材料的拉伸特性和压缩特性。结果表明,Al-Mg多孔材料的抗拉强度和压缩屈服强度分别为147,241 MPa,分析认为Al-Mg多孔材料优良的力学性能主要归因于材料的小孔径、均匀分布且具有孔壁强化层特征的... 研究低温反应自熔法制备的Al-20%Mg多孔材料的拉伸特性和压缩特性。结果表明,Al-Mg多孔材料的抗拉强度和压缩屈服强度分别为147,241 MPa,分析认为Al-Mg多孔材料优良的力学性能主要归因于材料的小孔径、均匀分布且具有孔壁强化层特征的孔洞。 展开更多

关键词 Al-Mg多孔材料 拉伸特性 压缩特性 相对密度 孔壁强化

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基体特性对钨丝增强复合材料中剪切应力的影响 被引量：2

6

作者 刘晋渤 祝理君 +4 位作者 叶祥海 杨超 田开文 史洪刚 冯宏伟 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期65-67,共3页

采用ANSYS程序计算研究脉冲加载下不同屈服强度、弹性模量基体对钨丝增强复合材料两相间剪切应力的变化特征。研究发现,在复合材料设计时应考虑基体力学特性对复合材料性能的影响。选择屈服强度高、弹性模量低的基体,可降低增强相钨丝... 采用ANSYS程序计算研究脉冲加载下不同屈服强度、弹性模量基体对钨丝增强复合材料两相间剪切应力的变化特征。研究发现,在复合材料设计时应考虑基体力学特性对复合材料性能的影响。选择屈服强度高、弹性模量低的基体,可降低增强相钨丝中的剪切应力,在侵彻过程中有利于保持钨丝的完整性,从而提高侵彻能力。 展开更多

关键词 钨丝增强 非晶复合材料 剪切应力 基体性能

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弹靶作用过程中陶瓷基复合材料的表面驻留行为 被引量：2

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作者 高举斌 王扬卫 +1 位作者 王富耻 孙见卓 《航空制造技术》 2017年第4期92-96,共5页

为提高陶瓷基复合材料在轻质装甲结构设计中应用的可行性,研究陶瓷基复合材料在抵抗弹体撞击时的表面驻留性能,进而探索其抗弹性能,旨在丰富和完善陶瓷基复合装甲材料的抗弹机理。采用数模模拟方法对弹体撞击SiC-Al陶瓷基复合材料表面... 为提高陶瓷基复合材料在轻质装甲结构设计中应用的可行性,研究陶瓷基复合材料在抵抗弹体撞击时的表面驻留性能,进而探索其抗弹性能,旨在丰富和完善陶瓷基复合装甲材料的抗弹机理。采用数模模拟方法对弹体撞击SiC-Al陶瓷基复合材料表面驻留过程开展了深入研究,探索了复合材料的表面驻留行为,对比分析了复合材料和陶瓷材料表面驻留过程中应力水平和损伤演化过程。结果表明:复合材料表面驻留耗能为845J,比B_4C、SiC、AD99Al_2O_3陶瓷材料分别提高约46.0%、30.2%、35.7%;完全损伤的复合材料仍具有较一般陶瓷材料更高的承载能力,延长其驻留持续时间;复合材料损伤演化形式与陶瓷材料差异较大,导致损伤耗能占总驻留耗能的比例达到23.9%,比陶瓷材料提高了2倍多。 展开更多

关键词 表面驻留 陶瓷基复合材料 损伤演化 耗能 完全损伤强度

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采用高强度低韧性弹体材料的底推式结构弹托研究 被引量：1

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作者 付克勤 梁家毅 +3 位作者 张晓英 万明明 张婷 徐鸿雁 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期91-95,共5页

为了在高速、高压、高温作用下研究高强度、低韧性材料,设计一种底推式结构弹托。弹托采用"几何相似"、"物理相似"的设计原理。分析弹体在膛内的受力情况,并计算弹体飞行稳定储备量。由计算结果看出,底推式模拟弹... 为了在高速、高压、高温作用下研究高强度、低韧性材料,设计一种底推式结构弹托。弹托采用"几何相似"、"物理相似"的设计原理。分析弹体在膛内的受力情况,并计算弹体飞行稳定储备量。由计算结果看出,底推式模拟弹满足试验要求。通过试验验证底推式弹托的稳定性。结果表明,在高速、高压、高温作用下,高强度、低韧性材料的底推式结构弹托发射强度可靠,且弹托脱壳对称,稳定性好。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 侵彻 弹托 底推式结构 模拟弹 稳定性

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Al/SiC陶瓷复合结构中Al约束厚度的数值优化 被引量：6

9

作者 李树涛 钟涛 +2 位作者 苗成 杨伟苓 白利红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-5,共5页

应用AUTODYN软件,以金属Al约束SiC陶瓷的轻型复合结构为研究对象,研究陶瓷背部、面部、侧面的约束层厚度对复合结构抗12.7 mm穿甲弹性能的影响。结果表明:对SiC陶瓷施加约束可提升陶瓷的防护性能;各约束层厚度均存在一合理值。进行约束... 应用AUTODYN软件,以金属Al约束SiC陶瓷的轻型复合结构为研究对象,研究陶瓷背部、面部、侧面的约束层厚度对复合结构抗12.7 mm穿甲弹性能的影响。结果表明:对SiC陶瓷施加约束可提升陶瓷的防护性能;各约束层厚度均存在一合理值。进行约束层厚度优化,得到陶瓷组元抗弹潜能较充分发挥,且结构整体抗弹性能良好的轻型复合结构。 展开更多

关键词 防护 约束效应 数值优化 陶瓷复合结构 抗弹性能 约束层厚度

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AUTODYN中接触算法对穿甲问题仿真结果的影响 被引量：7

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作者 王智慧 纪伟 +3 位作者 侯圣英 郭领 胡丽萍 满红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期8-11,共4页

结合AUTODYN三维非线性有限元分析软件的使用经验,通过算例研究External Gap、Trajectory两种Lagrange/Lagrange接触算法对穿甲问题仿真计算效率及结果可靠性的影响。通过仿真计算结果与试验结果的比较,给出了穿甲过程仿真计算中适宜采... 结合AUTODYN三维非线性有限元分析软件的使用经验,通过算例研究External Gap、Trajectory两种Lagrange/Lagrange接触算法对穿甲问题仿真计算效率及结果可靠性的影响。通过仿真计算结果与试验结果的比较,给出了穿甲过程仿真计算中适宜采用的求解器和接触算法组合。 展开更多

关键词 AUTODYN 穿甲 接触算法 数值模拟

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Al_2O_3陶瓷抗杆式穿甲弹性能影响因素仿真分析 被引量：6

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作者 王智慧 纪伟 +3 位作者 侯圣英 胡丽萍 郭领 满红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期76-79,共4页

利用三维非线性动力有限元程序ANSYS/AUTODYN研究了剪切模量、雨贡钮弹性极限、拉伸强度、陶瓷碎块的抗压强度以及抗损伤能力等因素对Al2O3陶瓷抗杆式穿甲弹性能的影响。结果表明,Al2O3陶瓷抗穿甲质量防护系数对剪切模量最敏感。

关键词 抗弹陶瓷 抗穿甲防护性能 数值模拟

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钛合金板抗12.7mm穿甲燃烧弹厚度效应试验研究 被引量：7

12

作者 苗成 刘江南 +3 位作者 钟涛 李树涛 武海玲 杨伟苓 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2012年第5期68-70,共3页

采用 12.7 mm 穿甲燃烧弹对不同厚度的 Ti-6Al-4V 钛合金板进行厚度效应试验，研究钛合金板厚度对其防护能力的影响。采用等重钢总穿深及防护系数的方法考核其抗弹性能。结果表明，钛合金板抗小口径枪弹（12.7 mm 穿燃弹）板厚在 10-30 ... 采用 12.7 mm 穿甲燃烧弹对不同厚度的 Ti-6Al-4V 钛合金板进行厚度效应试验，研究钛合金板厚度对其防护能力的影响。采用等重钢总穿深及防护系数的方法考核其抗弹性能。结果表明，钛合金板抗小口径枪弹（12.7 mm 穿燃弹）板厚在 10-30 mm 间厚度效应呈现正效应。 展开更多

关键词 钛合金板 厚度效应 抗弹性能

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末敏弹EFP成型及侵彻过程仿真分析与试验研究 被引量：4

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作者 张兵志 徐龙堂 +1 位作者 王智慧 纪伟 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期37-40,共4页

利用AUTODYN软件二维多物质Euler算法研究了中心点起爆、圆柱起爆、圆环起爆和面起爆方式对攻顶末敏弹EFP成型过程的影响。结果表明,平面起爆和圆柱起爆方式下形成的爆轰波对药型罩的压垮角小而压垮速度大,最终所形成的EFP速度和长径比... 利用AUTODYN软件二维多物质Euler算法研究了中心点起爆、圆柱起爆、圆环起爆和面起爆方式对攻顶末敏弹EFP成型过程的影响。结果表明,平面起爆和圆柱起爆方式下形成的爆轰波对药型罩的压垮角小而压垮速度大,最终所形成的EFP速度和长径比都优于中心点起爆。但采用面起爆方式的EFP由于速度梯度过大在成型过程中发生断裂。通过映射技术将得到的二维EFP模型映射到三维模型中完成成型EFP对均质装甲钢侵彻过程的数值模拟,并通过试验对仿真结果进行了验证。 展开更多

关键词 爆炸力学 末敏弹EFP 起爆方式 侵彻 数值模拟 试验研究

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EFP成型数值模拟及侵彻威力试验研究 被引量：6

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作者 白利红 苗成 +3 位作者 武海玲 钟涛 周士猛 曾晶 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第10期75-79,共5页

为研究EFP的成型过程和侵彻性能,采用有限元分析软件LS-DYNA,对EFP成型过程进行数值模拟;通过靶试试验,测试EFP的飞行姿态、各距离处的速度及100m处的侵彻威力。试验结果表明,数值模拟的EFP速度与试验测得EFP初速基本接近;EFP在炸高为10... 为研究EFP的成型过程和侵彻性能,采用有限元分析软件LS-DYNA,对EFP成型过程进行数值模拟;通过靶试试验,测试EFP的飞行姿态、各距离处的速度及100m处的侵彻威力。试验结果表明,数值模拟的EFP速度与试验测得EFP初速基本接近;EFP在炸高为100m(1250倍装药口径距离)时,翻转稳定性良好,可穿透10mm厚装甲钢,孔形近似圆形。通过数值模拟和试验结果分析,对EFP的成型过程和侵彻能力作出评价,对EFP战斗部的应用和工程设计具有指导意义。 展开更多

关键词 爆炸成型弹丸 数值模拟 飞行特性 速度 侵彻威力

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陶瓷-钛合金复合结构优化设计与试验研究 被引量：2

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作者 杨伟苓 钟涛 +3 位作者 武海玲 白利红 苗成 李树涛 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期55-58,共4页

基于改进的Florence模型,以最小面密度为设计准则,构建优化设计目标函数计算陶瓷-钛合金复合结构能够抗7.62 mm和12.7 mm穿燃弹侵彻时陶瓷-钛合金复合结构的最小面密度及陶瓷和钛合金的最佳厚度比,并设计了陶瓷-钛合金复合结构进行试验... 基于改进的Florence模型,以最小面密度为设计准则,构建优化设计目标函数计算陶瓷-钛合金复合结构能够抗7.62 mm和12.7 mm穿燃弹侵彻时陶瓷-钛合金复合结构的最小面密度及陶瓷和钛合金的最佳厚度比,并设计了陶瓷-钛合金复合结构进行试验验证,以防护系数考核其防护能力。结果表明,试验防护系数与设计防护系数相差6%以内,优化设计方法可用于指导陶瓷-钛合金复合结构的优化设计。 展开更多

关键词 Florence模型 复合结构 设计准则 目标函数

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穿甲模拟弹侵彻不同厚度钛合金靶板的数值分析 被引量：5

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作者 李树涛 钟涛 +3 位作者 陈晓军 苗成 武新 田时雨 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 2012年第1期57-61,共5页

运用AUTODYN非线性显式动力学程序对不同厚度钛合金靶板受105 mm钨合金穿甲模拟弹的侵彻过程进行数值模拟计算,给出钛合金靶板的厚度效应规律:钛合金靶板抗105 mm穿甲模拟弹的相对防护系数N与靶板厚度b间的关系曲线近似躺倒的"S&qu... 运用AUTODYN非线性显式动力学程序对不同厚度钛合金靶板受105 mm钨合金穿甲模拟弹的侵彻过程进行数值模拟计算,给出钛合金靶板的厚度效应规律:钛合金靶板抗105 mm穿甲模拟弹的相对防护系数N与靶板厚度b间的关系曲线近似躺倒的"S"形状,随靶板厚度b的增加,相对防护系数值N先降低后增大又降低;钛合金靶板厚度b≤50 mm时,随厚度b的增大,靶板对105 mm钨合金穿甲模拟弹的动能消耗线性单调增大。 展开更多

关键词 钛合金 数值模拟 厚度效应 穿甲弹

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钛合金板抗12．7mm穿甲燃烧弹倾角效应试验研究 被引量：2

17

作者 苗成 钟涛 +5 位作者 刘江南 武新 李树涛 武海玲 杨林 李国飞 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期34-36,共3页

采用12.7 mm穿甲燃烧弹对水平厚为25.5 mm的Ti-6Al-4V钛合金板进行倾角效应试验,以研究钛合金板倾角对其防护能力的影响。采用等重钢总穿深的方法考核其抗弹性能。结果表明:钛合金板抗小口径枪弹(12.7 mm穿燃弹)倾角效应的基本规律呈现... 采用12.7 mm穿甲燃烧弹对水平厚为25.5 mm的Ti-6Al-4V钛合金板进行倾角效应试验,以研究钛合金板倾角对其防护能力的影响。采用等重钢总穿深的方法考核其抗弹性能。结果表明:钛合金板抗小口径枪弹(12.7 mm穿燃弹)倾角效应的基本规律呈现正效应,对于水平厚为25.5 mm的钛合金板,其跳弹角为62°。 展开更多

关键词 钛合金板 倾角效应 抗弹性能

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陶瓷复合装甲抗超高速破片试验研究 被引量：2

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作者 袁威 苗成 +5 位作者 武海玲 钟涛 杨林 王鹏 李国飞 白利红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期92-94,共3页

针对装甲车辆对超高速破片的防护需求,设计两种碳化硅陶瓷复合装甲,采用25 mm弹道炮和2 000 m/s的钨合金破片模拟弹进行靶试试验,考核两种结构抗超高速破片侵彻的防护能力。研究结果表明:碳化硅陶瓷在2 000 m/s以上的弹丸速度水平下具... 针对装甲车辆对超高速破片的防护需求,设计两种碳化硅陶瓷复合装甲,采用25 mm弹道炮和2 000 m/s的钨合金破片模拟弹进行靶试试验,考核两种结构抗超高速破片侵彻的防护能力。研究结果表明:碳化硅陶瓷在2 000 m/s以上的弹丸速度水平下具有高效的抗侵彻能力;面密度约为135 kg/m2的碳化硅陶瓷复合结构,可实现对2 000 m/s钨合金立方体破片模拟弹的有效防护。 展开更多

关键词 超高速破片 陶瓷复合装甲 抗弹性能

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基于节点分离法杀伤类弹药破片威力仿真与计算 被引量：3

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作者 王超 姜春兰 +1 位作者 毛亮 杨伟苓 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期41-43,共3页

运用节点分离法改进传统Lagrange算法模型计算杀伤类弹药破片的爆轰驱动过程。以某榴弹为例,数值模拟了壳体膨胀与破裂的过程,并获得破片的初速与飞散角,并与理论计算对比,两者计算结果相吻合。

关键词 破片 节点分离法 初速分布 飞散角

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基于最小面密度准则的双层复合结构的优化设计 被引量：1

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作者 杨伟苓 钟涛 +3 位作者 武新 苗成 李树涛 袁威 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期106-109,共4页

基于改进的Florence模型和最小面密度为设计准则，构建优化设计目标函数，分别计算不同材料组合的双层复合结构抗弹极限速度、面背板最佳厚度比随面密度的变化曲线。采用防护系数的方法表征其抗弹性能。结果表明：SiC＋TC4组合的复合结... 基于改进的Florence模型和最小面密度为设计准则，构建优化设计目标函数，分别计算不同材料组合的双层复合结构抗弹极限速度、面背板最佳厚度比随面密度的变化曲线。采用防护系数的方法表征其抗弹性能。结果表明：SiC＋TC4组合的复合结构面密度最小，防护系数最大，最佳厚度比为4．1-4．5；该方法可用于指导双层复合结构的优化设计。 展开更多

关键词 Florence模型 复合结构 设计准则 目标函数

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