侵彻深度

摘要： 为研究多弹头爆炸成型弹丸(MEFP)的侵彻深度与其药型罩间距之间的关系,使用Autodyn仿真软件对17种不同药型罩间距条件下的MEFP侵彻过程进行仿真。研究表明,MEFP侵彻所形成的弹孔向中间倾斜,随药型罩间距增大,弹孔倾斜程度减小,弹孔直径增加。当药型罩间距等于单枚弹径时,弹孔倾斜角度约为3.8°,弹孔直径约为0.96倍单枚弹径;当药型罩间距大于1.2倍单枚弹径后,弹孔基本不发生倾斜,孔径增加减缓。对小于单枚弹径的药型罩间距与侵彻深度进行参数拟合,发现药型罩间距与侵彻深度之间表现为明显的正相关线性关系,随药型罩间距增大,侵彻深度增加;当药型罩间距等于单枚弹径时,最大侵彻深度达到单枚爆炸成型弹丸(EFP)侵彻深度的96.6%左右;药型罩间距大于单枚弹径后,侵彻深度增加变缓,最终稳定在0.85倍单枚弹径左右。

摘要： 准确评估精确制导武器的侵彻深度可为防护工程设计提供重要参考。已有研究工作大多集中于中、小口径弹体和普通强度混凝土靶体,且由于尺寸效应的影响使得现有计算方法对预测大口径典型钻地弹侵彻深度的适用性值得商榷。首先,综合分析了已有弹体侵彻试验数据,发现引起侵彻深度尺寸效应的主要原因是混凝土粗骨料粒径未随弹体尺寸进行同比缩放;其次,开展了5发100.0和203.0 mm口径缩比钻地弹侵彻C40和C100混凝土的试验和数值模拟分析,提出并验证了大口径弹体侵彻混凝土深度的实用化有限元计算方法;然后,确定了美军5种典型钻地弹在不同侵彻速度(100~600 m/s)下对上述2种强度混凝土靶体的侵彻深度,并对现有7种计算公式的适用性进行了评估;最后,基于已有大量试验数据拟合确定了侵彻深度随混凝土强度的衰减规律,并计算得到340 m/s侵彻速度下5种典型钻地弹对C40~C200混凝土的侵彻深度。

摘要： 为深入研究炸高对聚能切割索(Flexible Linear Shaped Charge,FLSC)切割能力的影响,开展了聚能切割索在0~5mm炸高条件下切割20mm厚有机玻璃板的爆炸切割试验;建立了一种有机玻璃有限元模型及切割索炸药模型,数值模拟研究了0mm和5mm炸高情况下切割索爆破侵彻过程,并与试验结果进行对比。结果表明:该聚能切割索射流的汇聚过程较短,最佳炸高为0mm。随着炸高增加,侵彻能力逐渐减弱,层裂宽度逐渐增加,断面平整度降低;该切割索在0~4mm炸高下均能稳定切割20mm厚有机玻璃材料,5mm炸高情况下射流发散,无法形成有效切割能力;并且,仿真分析与试验结果一致性较高,最大误差为6%。

摘要： 为研究椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性,以及截面短轴一定时,长短轴之比对椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性的影响,开展了截面短轴直径为56 mm,长短轴之比分别为1、1.5、2的椭圆形截面聚能装药在炸高为80 mm下的侵彻深度(DOP)试验,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对相关椭圆形截面聚能装药的射流成型及靶板侵彻过程进行了数值模拟.结果表明:椭圆形截面聚能装药形成的射流,除射流头部在运动拉伸过程中持续呈凝聚态外,其余部分在运动拉伸后期呈非凝聚态,非凝聚的射流由关于截面长轴面对称分布的两束具有横向速度的流体组成;射流的非凝聚现象将明显降低射流的侵彻能力;截面短轴直径为56 mm,长短轴之比从1变化至1.5时,侵彻深度由150 mm下降至47.5 mm,下降了68.3％,长短轴之比大于1.5时,侵彻能力无明显变化.

摘要： 针对传统侵彻过载信号处理方法存在滤波效果不佳、模态混叠、端点效应、自适应性差的问题,提出基于变分模态分解的侵彻过载信号特征提取方法.该方法将侵彻过载信号的特征提取过程转移到变分框架内进行处理,通过寻找变分模型的最优解获取本征模态函数,能够自适应地实现信号的频域划分和各分量的有效分离,并有效地提取出侵彻过载信号的数据统计特性.实验验证结果表明,与经验模态分解相比,变分模态分解的特征提取效果更佳、信噪比更高,重构信号的积分结果更好地反映了弹体的实际侵彻深度,是一种用于侵彻实验数据事后处理的可行的新方法.

摘要： 使用LS-DYNA和AUTODYN仿真软件对EFP战斗部的侵彻效应和靶后破片效应进行仿真分析,得出横向速度对掠飞攻顶弹药EFP毁伤效应的影响规律:侵彻深度随着横向速度的增大而减小;横向速度能增加靶后有效破片数量,导致靶后破片云向横向速度方向偏移。

摘要： 为了研究EFP战斗部结构对其毁伤效应的影响,从侵彻效应和靶后破片效应两个方面进行分析.首先,基于A-T侵彻模型对侵彻深度经验公式进行改进以及数值分析;然后,使用SPH算法,结合AUTODYN仿真软件对EFP战斗部侵彻靶板产生的靶后破片进行仿真分析,并对仿真结果进行正交分析.结果表明:EFP侵彻深度随着EFP速度和长径比的增大而增大;靶后有效破片数量随着EFP速度和EFP直径的增大而增大.

摘要： 为了研究聚能射流对带壳装药防护目标的侵彻能力,用Autodyn软件建立了装药直径为60 mm聚能装药的有限元模型,进行数值仿真,根据药型罩形成射流的机理,分别从材料、锥角和壁厚等方面,研究不同药型罩射流的成型与侵彻性能.结果表明:当药型罩锥角为60°,壁厚为2 mm,材料为铜,与锥角为50°,壁厚为2 mm,材料为镍,这两组药型罩形成的聚能射流成型与侵彻性能相近,且对主装甲的侵彻性能优于其他药型罩所形成射流,该研究结果可为打击带壳装药防护目标技术的应用提供参考.

摘要： 为了研究聚能射流对带壳装药防护目标的侵彻能力,用Autodyn软件建立了装药直径为60 mm聚能装药的有限元模型,进行数值仿真,根据药型罩形成射流的机理,分别从材料、锥角和壁厚等方面,研究不同药型罩射流的成型与侵彻性能。结果表明:当药型罩锥角为60°,壁厚为2 mm,材料为铜,与锥角为50°,壁厚为2 mm,材料为镍,这两组药型罩形成的聚能射流成型与侵彻性能相近,且对主装甲的侵彻性能优于其他药型罩所形成射流,该研究结果可为打击带壳装药防护目标技术的应用提供参考。

摘要： 为研究药型罩轴向密度分布不均对聚能装药侵彻性能的影响,设计了不同轴向密度药型罩的聚能装药侵彻钢靶的试验,并进行相同工况下的有限元仿真计算,得到了射流的速度分布和穿透深度随时间变化规律,结果表明轴向密度分布不均的药型罩具有延缓射流的断裂时间、质量较好、头部速度大、侵彻能力强等优点,可为药型罩制造工艺提供技术支撑.

摘要： 本研究中以瞬态动力学软件MSC/DYTRAN 为分析平台,模拟分析了弹头对陶瓷靶板的侵彻过程.分别选择碳化硼、碳化硅、氧化铝和硼化钛等四种陶瓷材料作为靶板,研究不同性能参数对侵彻深度的影响,结果表明压缩强度与弹性模量是影响陶瓷防护效果的敏感参数.

摘要： 简要介绍了开展现场岩体侵彻试验的目的和试验结果，通过试验并结合国外试验数据提出了一个新的岩石侵彻深度计算公式，比较表明在一定范围内该公式的计算精度不低于著名的Young公式。

摘要： 本文以BLU-109/B弹头侵彻C40混凝土靶体为例,研究了靶体网格尺寸对数值计算侵彻深度的影响规律,提出了相同模型参数应用于不同工况时靶体网格尺寸应满足的条件。

摘要： 传统的核电厂核岛厂房均为钢筋混凝土结构,在外部飞射物撞击时内侧混凝土保护层会发生迸裂.由于钢板混凝土墙背部钢板能够有效地约束混凝土在撞击方向上的运动以及限制混凝土碎片的飞溅,钢板混凝土墙就成了新建核电厂核岛厂房外墙设计中一种切实可行的选择.文采用经典动力分析软件ANSYS/LS-DYNA进行了飞射物撞击钢板混凝土墙的响应分析.本文建立了钢板混凝土墙的精细化模型,考虑了材料的非线性、钢板与混凝土的接触和栓钉的连接.通过分析不同速度、质量、直径的飞射物撞击下的侵彻深度的变化,得出侵彻深度随速度、质量、直径变化的曲线.通过分析飞射物对不同钢板厚度的试件侵彻深度的变化,得出了侵彻深度随钢板厚度变化的曲线.

摘要： 为实现给定侵彻深度条件下聚能装药结构对靶板的大口径开孔,首先采用流体动力学计算程序AUTODYN建立了轻质钛合金聚能装药结构的计算模型,并通过与实验结果的比较,验证了计算方法和材料参数的有效性.在此基础上研究了药型罩形状、装药长度、壳体厚度和起爆方式等对聚能射流侵彻性能的影响.根据参数影响规律的分析,提出了给定侵深条件下大口径开孔聚能装药结构的设计方法.

摘要： 混凝土侵彻近区材料剪切变形与体积变形处于同一量级,应力具有短波和弱波特征,破碎区介质处于典型的内摩擦阶段.在破碎区考虑了介质的可压缩性和不可逆变形,在弹性区和裂纹区用不可压缩介质描述,并利用裂纹失稳扩展的极值条件建立了混凝土侵彻阻抗的确定方法,提出了具有坚实物理基础及宽广尺度效应的刚性弹侵彻深度工程计算模型.

摘要： 首先改进模具磨损的Archard模型,从而建立一个表征切削弹体头部表面材料效率的切削速度,再考虑侵彻过程中弹靶间的摩擦生热对切削因子的影响,并通过温度项将切削与摩擦两种机制融合起来.采用节点回退方法,建立了弹体头部形状的变化规律.最后建立考虑侵蚀的弹体侵彻数值计算程序,得到侵彻深度、质量损失及侵彻过程中和侵彻后的弹体头部形状.通过数值计算结果与Forrestal等及本课题组的实验数据对比,发现侵彻深度与质量损失数据与实验的较吻合,同时计算得到的侵彻后弹体头部形状与实验剩余弹体也较一致.

摘要： 为提高聚能装药对混凝土的开孔能力,获得大孔径、高侵彻深度的聚能装药结构,设计了120°锥角高密度钛合金药型罩,通过脉冲X光摄影技术,得到了成形过程中的射流形貌和对钢锭的侵彻孔形,确定了数值模拟用高密度钛合金材料动力学参数,利用分段虚拟原点理论计算得到了侵彻孔径随侵彻深度变化关系,研究结果为高密度钛合金聚能药型罩优化设计奠定基础.

摘要： 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描,以确定其内部结构形态或位置的电磁技术.在武器工程试验中,如火炮发射弹丸侵彻目标靶体实验,由于弹丸和靶体材料的介电常数不同,那么采用探地雷达技术将有可能探测到弹丸的位置.本文利用探地雷达对各种混凝土靶体进行了检测,实验结果显示对于素混凝土,探地雷达可以达到很好的效果.但是对于钢筋混凝土,随着钢筋的增多,探地雷达的效果会随之减弱,甚至完全失效.对探地雷达技术在此方面的应用研究可以拓展实验手段.

摘要： 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是采用无线电波检测地下介质分布和对不可见目标体或地下界面进行扫描,以确定其内部结构形态或位置的电磁技术.在武器工程试验中,如火炮发射弹丸侵彻目标靶体实验,由于弹丸和靶体材料的介电常数不同,那么采用探地雷达技术将有可能探测到弹丸的位置.本文利用探地雷达对各种混凝土靶体进行了检测,实验结果显示对于素混凝土,探地雷达可以达到很好的效果.但是对于钢筋混凝土,随着钢筋的增多,探地雷达的效果会随之减弱,甚至完全失效.对探地雷达技术在此方面的应用研究可以拓展实验手段.

摘要： 本发明公开了一种用于侵彻引信的磁敏感侵彻计层方法，具体方法为：在侵彻弹引信内部放置磁钢阵列产生激励磁场，侵彻弹侵彻含有导磁介质的目标靶板时，引信内部磁场强度发生变化，表现为当侵彻弹穿过目标靶板时，内部磁场强度先是迅速增大然后迅速减小，产生穿层响应信号，利用磁阻传感器对穿层响应信号进行探测，转换为原始脉冲式电压信号输出，送至微控制器中，利用相关滤波跟踪算法对该信号进行滤波处理，得到较低噪声的脉冲式电压信号，根据脉冲式电压信号个数进行计层。该磁敏感侵彻计层方法具有不易受速度、振动影响等优点，可以对大长径比侵彻弹在高速侵彻目标靶板时实现准确计层。

摘要： 本发明提出一种适用于高速侵彻多层目标靶的分体式侵彻体，包括侵彻主体、后端盖和前导体。后端盖通过端盖螺纹与侵彻主体尾部的内螺纹配合连接；前导体通过前导体螺纹与侵彻主体的头部螺纹配合连接。本发明的分体式侵彻体高速侵彻多层硬目标靶时，一方面可以减弱侵彻主体扩孔的侵彻阻力，提升弹体的侵彻能力，同时提高弹道的稳定性；另一方面在有前导体保护时，侵彻主体的头部不会有明显的侵蚀与形变，在前导体变形破坏到一定程度时会破碎并完全脱离后，未发生明显形变的侵彻主体可以继续进行后续的侵彻，能够间接提升侵彻能力。

摘要： 本发明公开了一种用于侵彻引信的磁敏感侵彻计层方法，具体方法为：在侵彻弹引信内部放置磁钢阵列产生激励磁场，侵彻弹侵彻含有导磁介质的目标靶板时，引信内部磁场强度发生变化，表现为当侵彻弹穿过目标靶板时，内部磁场强度先是迅速增大然后迅速减小，产生穿层响应信号，利用磁阻传感器对穿层响应信号进行探测，转换为原始脉冲式电压信号输出，送至微控制器中，利用相关滤波跟踪算法对该信号进行滤波处理，得到较低噪声的脉冲式电压信号，根据脉冲式电压信号个数进行计层。该磁敏感侵彻计层方法具有不易受速度、振动影响等优点，可以对大长径比侵彻弹在高速侵彻目标靶板时实现准确计层。

摘要： 本发明公开一种基于随机森林的混凝土侵彻深度经验算法评价方法和装置，包括：对采集的试验数据样本集剔除异常数据；对异常剔除后的试验数据样本集进行数据标签化；对标签化的试验数据样本集进行K‑Means算法聚类，得到若干区间数据集，并将它们分别划分为训练集和测试集；采用Bagging算法对训练集进行多次采样，得到若干子采样数据集；分别构建多棵决策树作为基分类器，每棵决策树使用一个子采样数据集进行训练；同时将它们集成起来构成随机森林，将多个算法的优劣评价转化为机器学习范畴中的分类问题，使用相对多数投票法，得出最终的评价结果。本发明技术方案，集成若干弱分类器进行决策，提高模型的精度。

摘要： 本发明涉及一种基于偏差指标的混凝土侵彻深度试验数据异常点检测方法，包括以下步骤：步骤1、数据准备，收集混凝土侵彻深度试验样本以获得试验数据；步骤2、数据预处理，采用混凝土侵彻深度无量纲公式对每个试验样本的试验数据进行无量纲处理；步骤3、建立神经网络，步骤4、神经网络训练和异常点检测，设定偏差指标，根据偏差指标，用神经网络模型计算的无量纲侵彻深度和真实的无量纲侵彻深度进行比较，剔除异常点。本发明是现有技术中率先针对混凝土材料，建立了基于偏差指标的混凝土侵彻深度实验数据异常点检测技术；该技术可识别混凝土侵彻深度实验数据中的异常样本，提高后续数据挖掘处理精度。

摘要： 本发明涉及一种多经验公式与BP神经网络模型融合的混凝土侵彻深度预测算法，首先对原始样本进行预处理，将原始样本数据利用无量纲方法进行降维，然后根据需要选取一定数量的经验公式，设定并建立经验公式模型和BP神经网络模型，再将经验公式模型和BP神经网络模型融合为多经验公式与BP神经网络融合模型，最后使用该模型对高速弹丸作用于混凝土后的侵彻深度进行预测。本发明采用数据融合思想，将多个经验算法和BP神经网络融合从而构成新的融合模型，使得可以在神经网络预测精度比较低的情况下可以自动使用最佳的经验公式来弥补精度，从而提高整个融合模型的预测精度。

摘要： 本发明公开了一种基于数据增强的侵彻深度预测方法，对预先获取的毁伤数据进行数据异常检测，将毁伤数据分成N个待增强参数区间，并选出少数样本区间；建立SMOTE数据增强方法对少数样本区间的样本进行数据增强；使用Tomeklinks技术对通过数据增强生成的样本进行数据清洗，并将清洗后的样本加入到原数据集中，构成新的扩充数据集；并对数据进行归一化处理；利用网格搜索和交叉验证方法选取最优模型参数，建立GS‑SVR模型；对实际的毁伤数据进行预测。本发明通过新增少数区间样本以规避数据量较少、存在异常值及样本不平衡带来的计算误差，提高模型整体的泛化性，更好地实现对侵彻深度值的预测。

摘要： 本发明公开了一种基于多源数据融合的侵彻深度预测方法，首先，划分对工程算法进行评价的评价区间；在每个评价区间，为每个不同评价区间选择若干较优的工程算法；采用选取的工程算法进行批量样本计算，得到工程计算仿真数据；然后，采用试验数据，建立基于GA‑BP神经网络的无量纲侵彻深度预测模型BP_exp；采用所有的工程计算仿真数据，建立基于GA_BP神经网络的无量纲侵彻深度预测模型BP_cand；最后，采用注意力机制对BP_exp和BP_cand模型输出进行加权融合，最终产生无量纲侵彻深度预测输出。本发明保证了数据具有一定的准确性，同时通过大量工程计算仿真数据避免了实验数据缺少对深度学习模型的影响，产生能够超出已有工程算法准确度的预测模型。

摘要： 本发明公开了一种基于多分区模型集成的侵彻深度预测方法，划分对工程算法进行评价的评价区间；选择若干较优的工程算法；采用选取的工程算法进行批量样本计算，得到工程计算仿真数据；在每个评价区间，采用试验数据和工程计算仿真数据，建立基于随机森林和BP神经网络的无量纲侵彻深度预测模型；采用K邻近分区模型融合输出进行加权集成，构成融合模型；输入特征经过多个预测模型产生分区预测结果，最后经过融合模型产生无量纲侵彻深度预测输出。本发明本发明保证数据的准确性，同时避免了实验数据缺少对深度学习模型的影响；分区间建立模型，缩小建模范围，保证模型能够体现局部区域的物理特征和规律，产生较小的预测误差，得到准确度更高的预测模型。

摘要： 本发明属于终点弹道效能试验技术，具体涉及一种获取刚性弹体弹速与侵彻深度关系的试验方法。该方法属于一种理论与实验相结合的预测方法，基于动态空腔膨胀理论，结合牛顿第二定律得到侵彻深度与弹体速度关系式，将难以直接获取的参量和未知常数进行整合，得到弹体侵彻深度与速度的新关系式，通过2发弹体侵彻深度与弹速的试验数据建立联立方程组求解，最终给出确定的弹速与侵彻深度关系。该方法在仅知道3个易测弹靶参数和进行少量(不少于2发)弹靶试验的前提下，即可获得预测刚性弹体侵彻深度与弹速的关系，大大降低了试验量和试验成本，并且该方法对于金属、混凝土、高聚物等不同材料具有普遍适用性。