熊玮
- 作品数：29 被引量：95H指数：7
- 供职机构：南京理工大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：理学兵器科学与技术一般工业技术建筑科学更多>>
- 动能导弹弹体的冲击载荷理论模型
- 2024年
- 动能导弹是一种结合动能打击效应和穿甲侵彻效应的新型反装甲武器,为探索动能导弹冲击作用过程的载荷特性,通过考虑不同速度段的弹靶作用行为,建立动能导弹弹体的冲击载荷计算模型。计算结果表明:弹体的冲击载荷与弹体几何特征、撞击速度、密度与强度等属性均有直接关系。低速时弹体的冲量变化较小,而高速时破碎质量反溅会使冲量明显增大,且壳体的冲量贡献在撞击冲量中的占比更大;冲击载荷曲线的幅值会随着壳体强度和密度的增加而提升,但密度对载荷波形特征的影响更为明显;相同速度下,壳体强度对弹体动量传递因子的影响较小,而壳体密度则对其影响较大,传递因子曲线会随着密度增加呈现先上升后降低的趋势。
- 杨泽寰张先锋刘闯谈梦婷熊玮
- 关键词：冲击载荷高速侵彻动量传递
- 活性材料冲击压缩及反应行为模拟方法研究进展
- 2023年
- 近年来,以含能结构材料、含能非晶合金、含能高熵合金等为代表的活性材料受到广泛关注.由于兼具结构强度特性和冲击反应释能特性,活性材料在高效毁伤和防护领域有十分重要的应用前景.其中,活性材料的冲击压缩响应行为及反应释能特性是该类材料设计和应用中关注的重点,研究人员在考虑其冲击反应行为的数值模拟方法上开展了大量的研究工作.本文基于活性材料宏观反应行为受微/细观结构特性控制的特点,从不同时空尺度对活性材料的冲击压缩及反应行为数值模拟方法的研究现状进行了综述,系统梳理了分子动力学模拟、冲击压缩特性细观模拟、冲击反应行为跨尺度模拟、冲击压缩及反应行为宏观尺度模拟方法等4个方面的研究进展.总结认为,活性材料的冲击压缩动力学响应特性数值模拟及冲击反应特性宏−细观尺度关联机制的研究已取得了较大进展,考虑反应弛豫时间和非自持反应特性的点火模型在宏观尺度数值模拟中得到发展与应用.但是,目前数值模拟中关于反应诱发后活性材料动力学行为的描述主要基于火/炸药等典型含能材料的本构模型,仅能实现对活性材料冲击反应行为的表观呈现,而对活性毁伤元作用过程关键参数的精确预测仍存在一定差距.因此,建立准确描述活性材料撞击点火、反应发展、释能做功过程的全时域理论模型,基于此发展该类材料冲击反应行为高可靠性数值模拟技术,是实现活性材料冲击反应释能特性调控和工程化应用的关注焦点.
- 熊玮张先锋李逸谈梦婷刘闯侯先苇
- 关键词：活性材料细观结构数值模拟方法
- 椭圆截面弹体斜侵彻金属靶体弹道研究被引量：6
- 2022年
- 为研究椭圆截面弹体对半无限金属靶体的侵彻弹道规律,基于14.5 mm弹道枪平台,开展了椭圆截面弹体在0°~20°倾角、850~950 m/s撞击速度下对2A12铝合金的斜侵彻试验。基于空腔膨胀理论及局部相互作用模型,建立了椭圆截面弹体侵彻弹道模型,并结合试验数据验证了模型的准确性。在此基础上,进一步分析了椭圆截面弹体长短轴之比、绕弹轴旋转角度、弹体撞击速度对侵彻弹道的影响规律。弹体长短轴之比为1.0时,弹体退化为尖卵形圆截面弹体,且椭圆截面弹体侵彻弹道稳定性随长短轴之比的增大而变弱,最优长短轴之比为1.0,即尖卵形圆截面弹体。椭圆截面弹体绕弹轴旋转一定角度后,侵彻弹道在平面曲线与空间曲线之间变化,当旋转角度为0°、90°时,侵彻弹道为二维平面弹道,当旋转角度在0°~90°之间时,侵彻弹道为三维空间弹道。当弹体撞击速度由800 m/s提升至1000 m/s时,椭圆截面弹体姿态角增量由18.6°降至17.8°。
- 魏海洋张先锋熊玮周婕群刘闯冯晓伟
- 关键词：斜侵彻
- ZrTiCuNiBe非晶合金及其钨丝增强复合材料的冲击释能特性研究
- 2023年
- 为研究Zr4_(1.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金及其钨丝增强复合材料的冲击释能特性,采用Φ14.5 mm的弹道枪发射装置和准密闭反应容器开展了两种破片在不同冲击速度下的释能效应试验.通过测试Zr4_(1.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金破片及其钨丝增强复合材料破片撞击释能后在容器内部产生的温升和超压变化曲线,获得了该类材料的冲击释能规律,初步讨论了钨丝纤维对基体非晶合金的影响,并对破片破碎颗粒与反应产物回收观测.研究结果表明:两种破片冲击释能产生的温升与超压时程曲线均呈先急速上升然后缓慢下降的规律,温升与超压峰值增长率均随着冲击速度先增大后缓慢减小.破片冲击释能后准密闭反应容器内部温度分布呈现不均匀化.Zr4_(1.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)非晶合金破片比钨丝增强非晶合金复合材料破片的冲击反应阈值速度更低,冲击速度相同时,钨丝增强非晶合金复合材料破片反应效率更低,单位质量能量密度更低.破片破碎后粒径较小颗粒均发生较为充分的化学反应,粒径较大的颗粒呈现反应分化现象.
- 王佳敏张先锋查旭熊玮侯先苇黄正祥
- 关键词：非晶合金
- 考虑形状分布特性的聚能射流侵彻作用规律研究被引量：2
- 2023年
- 聚能射流对带壳装药的冲击引爆能力与其侵彻有限厚靶板的剩余头部参量及剩余动能密切相关.为研究考虑形状分布特性的聚能射流侵彻作用规律,建立了聚能射流侵彻靶板及靶后参量计算模型.开展了50 mm聚能射流成型X光试验及静破甲试验研究,验证了计算模型的可靠性.在此基础上,计算分析了射流形状、靶板厚度、炸高等因素对聚能射流侵彻有限厚靶板剩余射流头部参量及剩余动能的影响规律.结果表明:随着靶板厚度的增大,剩余头部参量减小.随着炸高的增大,一次函数形状射流剩余头部参量持续降低,常函数、二次函数形状的射流剩余头部参量先增大后减小.在不同的靶板厚度及炸高条件下常函数形状射流的剩余头部参量均为最大;在侵彻有限厚靶板剩余射流动能方面,其剩余射流动能随着靶板厚度的增大而减小.随着炸高的增大,常函数形状射流剩余动能持续降低,一次、二次函数形状的射流剩余动能先减小后增大.当炸高小于4~5倍装药口径时,二次函数形状射流剩余能量最高,当炸高大于4~5倍装药口径时,常函数形状聚能射流剩余能量最高.
- 方一舟张先锋熊玮冯可华刘闯葛小雷
- 关键词：聚能射流
- Al/Ni类含能结构材料冲击压缩特性细观模拟被引量：3
- 2020年
- 为了研究含能结构材料冲击响应特性,开展了以Al/Ni为代表的含能结构材料冲击压缩细观模拟研究。结合扫描电子显微镜照片分析了三种典型Al/Ni类含能结构材料的细观结构特性,研究了材料配比、制备工艺对材料细观结构的影响规律。从细观结构照片和细观颗粒初始形态入手,分别建立了Al/Ni类含能结构材料冲击压缩细观模型,计算并比较了该类材料在冲击压缩过程中的颗粒变形、压力响应、冲击温度分布及冲击波传播特性。结果表明:Al/Ni粉末复合材料的细观颗粒主要以Ni为基体,且Al颗粒随着其含量的上升而发生团聚;而Al/Ni多层复合材料主要以Al为基体,Ni近似于平行分布其中。Al/Ni类含能结构材料细观结构存在不均匀特性,导致其在冲击压缩过程中产生局部高压和热点,而这一特性无法由基于材料初始颗粒形态建立的均匀化细观模型得到。
- 熊玮张先锋陈海华杜宁包阔谈梦婷
- 椭圆截面弹体侵彻性能的影响因素分析被引量：1
- 2023年
- 为研究截面形状和头部曲径比对椭圆截面弹体侵彻性能的影响,开展了圆锥和椭圆锥压头的静态压痕试验,获得了不同截面压头缓慢贯入材料时的力-位移曲线。随后,基于30 mm弹道炮平台,开展了3种不同椭圆截面弹体在400~800 m/s撞击速度范围内正侵彻2A12厚铝靶试验,获得了靶体的破坏形貌及弹体侵彻深度。基于空腔膨胀模型及阻力函数修正系数,建立了椭圆截面弹体侵彻金属厚靶侵彻动力学模型,结合试验结果验证了模型的有效性,并系统分析了弹体截面形状和头部曲径比对侵彻性能的影响。研究结果表明,与圆锥压头相比,具有相同截面面积的椭圆锥压头贯入材料时阻力更大,当压头的截面长短轴比从1.00增大至2.00时,贯入阻力增大10.1%。当弹体截面面积相当,且各横截面保持长短轴比不变时,椭圆截面弹体的长短轴比越大,其侵彻性能越差;椭圆截面弹体侵彻性能随着截面长短轴比的增大和头部曲径比的减小而降低。
- 刘均伟张先锋刘闯王佳敏熊玮谈梦婷肖川
- W_(25)Fe_(25)Ni_(25)Mo_(25)高熵合金高速侵彻细观结构演化特性被引量：1
- 2022年
- 为了探究W_(25)Fe_(25)Ni_(25)Mo_(25)高熵合金弹体在侵彻过程中宏观变形行为与材料微细观结构之间的联系,基于对两相流动模型的简化,建立了考虑软、硬相密度、流速以及浓度差异的等截面直管两相流动演化模型.类比宏观状态下侵彻弹体头部材料的流入流出特性,选定分析区域,建立两相细观结构下材料在分析区域的流入流出关系,再结合细观结构演化方程,给出了分析区域中浓度演化结果,提出了表征材料浓度演化速率的流动稳定系数t/l_(length).为了对比不同细观结构弹体的侵彻行为,选取典型两相材料钨铜合金(W_(70)Cu_(30)),基于小口径弹道枪发射平台开展两种弹体侵彻半无限钢靶试验,对比两种合金弹体细观结构演化行为.结果表明,硬相浓度分布总体上体现“中心浓,边缘稀”的特点;硬相的浓度越高,密度越大,驱动速度越快,则流动稳定系数t/l_(length)值越小,侵彻过程中弹体的流动稳定性越好,弹体头部材料越容易形成连续的塑性流动带.等截面直管两相流动演化模型可用于描述侵彻过程中弹体头部材料的流动稳定性,揭示了侵彻过程中弹体头部变形与细观两相结构之间的关联机制.
- 陈海华张先锋赵文杰高志林刘闯谈梦婷熊玮汪海英戴兰宏
- 关键词：高熵合金高速侵彻细观结构两相流动
- 岩石材料冲击压缩特性细观模拟方法研究
- 2017年
- 岩石材料的细观特性对宏观力学性能有着重要影响。为了分析岩石材料颗粒形态、孔隙和含水等细观特性对宏观冲击响应行为的影响规律,从岩石材料的细观特性入手,结合材料细观结构照片,经制图软件矢量化和轮廓处理,建立了能够反映材料细观分布特性的岩石材料有限元模型。基于AUTODYN有限元计算软件,对岩石材料冲击压缩细观行为进行数值模拟,获取材料颗粒形态、孔隙和含水等细观特性对材料宏观冲击压缩特性的影响规律。确定岩石材料冲击Hugoniot参数,应用于冲击开坑仿真中,并与已有的试验结果进行了对比。结果表明:数值仿真结果与已有试验数据吻合较好;孔隙率和含水率对岩石材料冲击波衰减规律有十分显著的影响;细观模拟确定的Hugoniot参数运用到岩石材料宏观动力学行为数值模拟中,可有效反映岩石材料中颗粒、孔隙和含水等细观特性对冲击开坑行为的影响规律。
- 伍杨张先锋熊玮潘建乔良郭磊
- 关键词：岩石材料细观模型HUGONIOTDATA数值模拟
- 爆炸驱动典型活性材料能量释放特性研究被引量：8
- 2020年
- 为了研究活性材料爆炸驱动反应特性,基于粉末压制成型工艺,制备了Al/PTFE、Al/Ni两种典型的活性材料及Al2O3/PTFE、Al2O3/PTFE/W惰性材料。通过爆炸驱动试验,并结合高速摄影、远红外热像仪以及峰值超压测试技术,分析了不同活性材料壳体装药爆炸火球、温度场分布及空气冲击波峰值超压等特性。同时,在炸药爆炸空气冲击波峰值超压经验计算模型中考虑了活性材料释放的化学能,分析了反应释放能量对空气冲击波的影响规律。结果表明:活性材料在爆炸驱动过程中经历了强加载条件下反应、产生碎片并向四周飞散、撞击钢板及后续反应等阶段。活性材料对炸药爆炸产生的空气冲击波具有强化作用,爆炸加载瞬间材料仅发生了部分化学反应。
- 杜宁张先锋熊玮杨莹黄炳瑜陈海华
- 关键词：活性材料爆炸驱动
