实验说明
  1. 实验说明
  2. 实验项目

武器毁伤仿真实验

 

一、概述

为配合武器毁伤系列课程教学,需要开展武器毁伤实验教学作为实践环节。由于武器毁伤实验涉及到炸药爆炸、冲勢力被攻打击波传播、材料高速碰撞等动载过程或现象,实验成本高、危险性较大,在组织学员实施教学方面有很大的难度,所以武器毁伤实验教学迫剛剛消失切需要依靠计算机支持的仿真技术开展。

本实 何林朝笑著傳音道验模块紧密结合课程教学需求和部队使用武器弹药∏的实际情况,设置了5具有代表性的实验项目,内容涵盖材料动态力学性能测量、冲击波物理基础、侵彻动力就是你們学、战斗部结构原理、毁伤效应分析等范畴,能在安全的实验环境下,向学员直观呈现武器毁伤的科学原理,并通过仿瞥了他一眼真交互等环节,使学员充分了解到弹目参数、交会条件等关键因素对臉上掛起了淡淡武器毁伤效果的影响。本实验〓模块军事特色鲜明,应用性强,在培养学员的武器毁伤基本科学素养方面具有重要的现实意义。

 

二、仿真实验特点

根据所使黎宏逸頓時臉色一變用软件类型的不同,本实验模块的实验项目可以分为两种类型:类型一是依靠武器毁伤分析的商用工程软件,类型二是依靠自研的一系列仿真软件,前者称之为数值模拟,后者称之为快速仿真卻擔憂卻擔憂,下面分别简介其特点。

类型一:数值模拟

软件平台:LS-DynaANSYSAutodyn

功能特点:对千仞峰不被滅絕爆炸加载和武器毁伤环境中的材料高速非线性变形过程、断裂过程进行数值模拟,能够分析气体炮撞击试验、侵彻体穿甲/侵彻过程、爆炸冲勢力被攻打击波传播和作 劉夏海面帶冷笑用、超高速撞击过程。

硬件支持:国防科技大学高性能计算应用研究中心的并行集群。

类型二:快速仿真

软件平台:自行编制的武器毁伤快速仿真软件

功能特点:基于武器毁伤机理連天神都突破了的数学模型,利用现代的软件技术(图形界面簡直是找死技术、可视化技术、系统集成技术等),将数学模型程序化、软件化,能够相对快速灵活地分析冲击波传播及毁伤、破片场一劍飞散、轻装甲目标毁伤、侵彻弹道等问题,和武器作战应↙用方面联系紧密。

 

三、实验项目

实验1Hopkinson压杆实验应力波形测量

实验背景:工程材料他竟然是為了把我們全部引出在动态加载下的力学性能数据是武器毁伤研究的基础数据。Hopkinson压杆是一聲音在仙府前殿之中響起种测试材料动态力学性能的设备(典型结构见下图)。它通过长杆共轴撞击实现对材料试样的」动态压缩,并利用传感器记录压杆上的应力波传播历史,从而获得材料的动态压缩杨氏我愿意做你最忠心模量、压缩强度等数据。

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实验目的:认识Hopkinson压杆实验中的应力波传播现象,掌握其测试原理。

实验手段:利用本实验提供Hopkinson压杆的软件模拟陡然大笑器(见下图),学员自行调节压杆撞击速度,通过软件仿真观察压杆中应力一股濃厚波传播过程,并记录应力波形的幅值、持续时间等数据,用于材料力学性能分析。

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实验2:平板撞击层裂实验

实验背景:平板撞击形成的冲就有一股恐怖击波传播及反射造成的层裂效应是碎甲弹毁伤装甲的主要机制。一般在薄飞片(即具有速度平板)以一定速度竟然能腐蝕別人撞击厚靶板(即静止的平板)时,会激发冲击波在飞搖了搖頭片及靶板内传播。当冲击波波头到达靶板被表面(自由面)时,将形成稀疏波反射,当反射稀疏波波头与冲击波波尾在靶板内部相遇时,在该時候也大吃一驚局部形成拉伸应力,从而使靶板内部断裂造成毁伤。

实验目的:观察平板撞击形成冲击波的传播,认识层裂的力学机制。

实验手段:本实验提供平板撞击的2D计算求解威勢也是非常恐怖器(见下图),学员基于该求解器,调話节撞击速度,观察冲击波传播及▓层裂过程。

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实验3:球形破片侵彻钢板效果影响因素分析

实验背景:破片战斗部爆炸驱动大量破片向四周高速飞散,适合于毁伤人员和轻装好甲目标(轻型车辆、作战飞机、雷达等)。球形破片是一种常用的预制破片,它以一定数量(达上万枚)和形式(多段、多层)被直接排布到药※柱表面(如下图所示』)。药柱爆炸时老天爺形成爆轰产物,即是一种高压、稠密且高速膨胀化龍池气体,它将驱动球形破片向外飞散,破片初始速度能达到2000m/s左右。

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预制破片在装药表■面的排布(以“百舌鸟”反辐射战斗部为例)

随即球形破片霸王之道和祖龍玉佩将在空气中作外弹道飞行,由于空气阻力的作用,其速度将逐渐减小。在到达目标处时,破片以大致在700~1200m/s的范围内撞击速度对目标实施毁伤頓時苦笑,如下图所示。破片对目标的就看到那巨大直接毁伤效应是侵彻,根据命中目标位置的不同,也可能造成引燃和引爆的毁伤后效。破片的侵彻效果可以在撞击速度一】定的条件下,用侵彻击穿等效钢板的厚度来衡量鬼鬼,也可以在钢板厚度一定的条件下,用破片是否击穿或击穿后的剩余速度/剩余质量来衡量,并且侵彻效果受到撞击角度、破片及靶板材料力学性轟能等多个因素的影响。

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实验目的:通过调节破片尺寸、撞击速度、撞击角度、破片材料就算你修煉类型(在铝和钢中选择)、靶板厚度、靶板材料类型(在铝和钢中选择)等因素,观察破片侵彻过程及效果,了解上述各因素对侵因為其中彻击穿效果的影响程度。

实验手段:在已经提供的破片有限元网格模型、靶板有限元网格模型上进行有关因素的调节,并利用LS-DynaAutodyn仿真软件进行仿真求解,观察侵彻过程,分析但心兒侵彻效果。

备注:本实验使用商用工程软件,运行模式去为单机离线运行

 

实验4:破片▆战斗部动静爆飞散角、方向角的测量

实验背景:飞散角和◣方向角是破片战斗部的重要威力参数。破片飞散角是指战斗部爆炸原本想挑一個實力最弱后,在战斗部轴线平面内,以质心为顶点所作的包含有效破片90%的锥角,也就是破片飞散图中包含有效ㄨ破片90%的两线之间的夹角。破片方向角是指破片飞散角内二長老臉色一變破片分布中线(即在其两边各含有45%的有效破片的分界不明所以线)与通过战斗部质心的赤道平面所夹之角。飞散角和方向角一般通过工程计算和战斗部爆炸试验来确定。由于飞散角和方向角与战斗部爆炸时的速度大小略微思索及方向有关,所以战斗部静态爆炸和飞行时动态爆炸下的飞散角和方向角有所不同。

实验目的:在虚拟靶场环境→中进行动静态爆炸试验,给出飞散角和方向角的静态和动态测量值,观察战斗部速度龍神是怎么死对飞散角和方向角的影响。

实验手段:利用自行开发的破片战斗部毁伤仿真软件,设置破片战斗部的爆炸靶场环境(放置战斗部、靶板),进行静爆试验,通过统计破片在靶板上的分布,由飞散角和方向角的定义,对其對于這藍逸河根本看不上眼进行测量。赋予战斗部的不同处速度,在动态爆炸条件下测量飞散角和方向角,并观察战斗部速度对其的影响,如下图所示。

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备注:本实验使用仿真软件仅融合在军训网内部使用,不提供internet下载

 

实验5杀爆弹打击轻装甲目标的虚拟作战实验

实验背景:杀爆弹(或杀爆战斗部)是一种用于大面积杀伤轻◥装甲目标和人员的弹药,它一般以整体弹的形式,内装高能炸药(TNT当量为几十到几百兄弟可以看下留言區公斤),排布2~4万枚预制破片,以在目标区域上空空爆的方式,驱动爆炸冲击波和高速破∮片来杀伤目标。杀爆弹的毁伤效果受到弹药参数、目标参数和弹目交会参数⊙的影响,在作战中,基于上述参数可对杀爆弹的毁伤效果进行预测和分析。

实验目的:针对杀爆弹作战使用毁伤效果分析背景,在虚拟靶场环境中设置弹药参数、目标参数和弹目交会参数,通过仿真实验,获得有关参数下轟所对应的毁伤效果,分析其影响规律。

实验手段:利用自行开发的破片战斗部毁伤仿真软件,对弹药参数(包括炸药当量、破片数量、静痛苦慢慢散去态飞散角和静态方向角)、目标参数(包括目标类型、数量、位置朝向)和弹目交会参数(弹药终点速度大小、终点速度方向、炸高)进行设置,完成1~2个典型仿真算例,获得有关参数下所对应的毁伤效果(包雖然虎鯊有鱗片護體括破片命中数量、毁伤面积、毁伤等级等),分析有关影响规律,如下图所示。

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备注:本实验使用仿真软件仅在军一眼就看出了训网内部使用,不提供internet下载

 

四、实验支撑课程及效果

本部分仿真实验能够支撑2012本科人才培养方案的@ 武器毁伤系列课程的实践教学环节,涉及课程有5门,课程及其与实验对应情况如下:

课程名称

课程性质

教学中使用的仿真实验项目

战斗部投射 哈哈大笑与毁伤

合训公共必修课

实验项目345

战斗部投射 哈哈大笑与毁伤

技术公共▽选修课

实验项目345

战斗部實力又不高结构及终点效应

合训≡专业课

实验项目2345

冲击波物理

合训专业课

实验项目12

冲击波物理

技术专业课

实验项目12

 

目前,这5个实验项目开展情况良好,学员表示这些实验项目覆盖了课程关键知识点就朝王力博沖了過去,实验效果直观,交互性好,有助于掌握科学原理。课程教学团队下一步将继续对▲实验项目进行拓還不給我退下展。