多功能弹穿甲特性及穿甲强度分析计算开题报告.doc多功能弹穿甲特性及穿甲强度分析计算开题报告.doc

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中北大学毕业设计开题报告学生姓名张新学号0601064208学院、系机电工程学院、机电控制工程系专业弹药工程与爆炸技术专业设计题目多功能弹穿甲特性及穿甲强度分析计算指导教师王芳讲师2010年3月01日毕业设计开题报告1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述文献综述一、本课题来源自选二、本课题研究目的及意义本文以小口径多功能弹为研究对象,采用国际上先进ANSYSLSDYNA的动力学分析软件开展弹丸对靶板侵彻的数值模拟仿真。旨在通过数值模拟,初步探索这种小口径多功能弹的侵彻机理和各种因素对侵彻过程的影响规律,从而总结经验,为新弹研制提供参考。三、国内外发展现状(一)多功能弹的发展现状和趋势多功能化是小口径火炮和大口径机枪弹药的发展趋势之一1。弹底触发引信灵敏度是配用弹底引信的多功能弹发展的主要关键技术,在我国已有重大突破。无引信而以烟火药引爆炸药装药的多功能弹在西方已得到推广,其突出特点是效费比高,但发射安全性略低,威力也偏小。研制中的配用中间引信的多功能弹是国外最新发展动向,它对厚装甲目标的穿甲效能几乎与实心穿甲弹的相当2。多功能弹药就是在一发弹上同时具有爆破和穿甲等多种功能的弹药3。早在上世纪30年代初一德国人就在30式航空弹药上发展了杀伤、爆破、燃烧弹药,到60年代末,很多多功能弹药相继出现。在上世纪70年代,挪威研制了‘NM75式20RAIN’多功能弹,该弹具有侵彻、燃烧、杀伤和爆破等多种功能,主要用于地面部队和舰船低空防御,还可以用于地面支援和攻击小型海上飞机。该弹弹丸由铅制头部、第一燃烧装药、弹体、第二燃烧装药、炸药装药、自毁装置和曳光管组成,弹丸飞行4S后自毁4。未来弹药的发展方向是远程压制、精确打击及高效毁伤,工程塑料在弹药上的应用已逐渐由功能部件扩展到轻质化结构部件,其发展呈现以下趋势1进一步提高工程塑料的性能通过改性采用先进的材料、生产设备与制造工艺提高现有工程塑料的性能和质量,如采用合金化、掺混化和复合化实现工程塑料的高性能化,高性能塑料的低成本化、实用化和功能化,热固性塑料的高性能化和易加工化以进一步满足弹药的发展需求5。2发展高性能和多功能的弹药用工程塑料随着弹药技术的发展,对弹药用工程塑料的需求也将由通用品级向高性能品级发展,由单功能工程塑料向多功能工程塑料发展,应研制具有耐腐蚀、抗冲击、耐高温磨蚀、电绝缘、强度高、透波性好及结构一体化的多功能工程塑料品种6。(二)穿甲弹的发展现状和趋势穿甲弹是摧毁具有多层防护之坚硬目标的有效工具,其打击过程属高速冲击动力学研究范畴,涉及高压、高温、高速和结构内部材料破坏,包括冲塞、打击、层裂、崩落、溅飞等各种复杂形式7。穿甲弹是发射后靠动能穿透装甲的一种弹药,主要用于毁伤坦克、装甲车辆、自行火炮、舰艇、飞机等目标。穿甲弹具有初速高、直射距离大、射击精度好等特点,是目前各种口径火炮的主用弹药之一,穿甲弹穿甲能力极强,可击穿大倾角的装甲和新型复合坦克装甲,现已广泛用于攻防各种空中与地面目标8。在八十年代,穿甲弹对现代的轻型装甲目标的侵彻作用有了突破性进展9。125MM穿甲弹是我军新型主战坦克火炮配备的高初速、高性能尾翼稳定脱壳穿甲弹,已于当今世界处于先进水平10。随着各种新型装甲的不断出现,且日益完善,特别是第二代反应装甲额出现,迫使穿甲弹必须更加广泛地采用新技术,以期在装甲的斗争中处于主动地位。新型穿甲弹除了应继续提高对付均质装甲、复合装甲的能力外,还必须能有效的对付反应装甲和主动防护,同时提高有效射程和首发命中率11。杆式穿甲弹的穿甲能力主要取决于着靶比动能、弹体结构、弹体材料特性、着靶姿态。杆式穿甲弹的改进与发展一般是围绕这几个方面进行的,其发展方向可归于以下几个方面1提高弹丸着靶动能;2减少弹丸消极能量;3采用新的高性能弹体材料与工艺;4研究对抗第二代反应装甲并兼顾其它装甲目标的穿甲弹结构;5提高有效射程及命中率;6将制导技术与火箭弹技术引入穿甲弹发展动能导弹等12。从发展上看,穿甲弹经历了三代产品,第一代是不脱壳的普通穿甲弹;第二代是旋转脱壳穿甲弹;第三代是大威力的尾翼稳定脱壳穿甲弹13。穿甲弹工作原理靠弹丸的撞击作用穿透装甲,并利用残余弹体的动能钢甲的碎片或炸药的爆炸作用毁伤装甲后面的有生力量和器材14。(三)LSDYNA软件的简单介绍LSDYNA是一个由DYNA程序发展而来的以显式为主、隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序,用以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性问题。该程序的单元众多每种单元又有多种理论算法可供用户选择,同时还拥有上百种金属和非金属材料模型,并考虑了材料的失效、损伤、蠕变、粘性、各向异性、温度相关性和应变率相关性,故其全自动接触分析功能强大,可对弹体高速碰撞目标结构组件后的动力响应、打击深度等进行深入的模拟分析。其中,由于考虑了材料失效和侵蚀接触使得该程序能够较为成功地进行高速穿甲弹对钢体的穿甲或打击的数值模拟计算15。参考文献1王雨时小口径火炮多功能弹发展论述国防技术基础,2006年第十二期2王儒策弹药工程(M)北京北京理工大学出版社,2002
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