刘闯
- 作品数：39 被引量：127H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机械工程核科学技术更多>>
- 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
- 战斗部高速侵彻混凝土靶动态响应数值模拟研究
- 2024年
- 为研究冲击载荷下侵彻战斗部动态响应特性,基于弹-靶分离方法模拟了战斗部侵彻半无限混凝土靶过程,分析了不同装药与壳体头部曲径比、速度及尺寸下战斗部的动态响应,结果表明:装药的最大过载高于壳体最大过载,且装药最大过载、变形程度与装药头部曲径比正相关,应力波导致的装药变形主要分布于头部端面、头部与圆柱段过渡处。战斗部壳体头部曲径比(CRH S)增大,壳体及装药最大过载均呈降低趋势,且二者最大过载差值逐渐缩小,CRH S=4时装药的最大塑性应变约为CRH S=2时的29%,且高应变区域明显减小。侵彻初始速度主要影响过载幅值,初始速度越高,战斗部壳体和装药的过载、塑性变形程度越大。而对于不同尺寸的战斗部而言,在不考虑混凝土骨料尺寸、应变率等因素的影响下,战斗部的最大过载、侵彻深度、应力幅值等参量满足相似律,但装药变形程度不符合,战斗部尺寸越大,装药塑性变形越严重。
- 盛强孟繁霖张先锋刘闯
- 关键词：侵彻战斗部
- 半球头长杆弹高速侵彻半无限厚靶临界速度理论模型被引量：1
- 2019年
- 高速/超高速侵彻问题一直是武器设计者和防护工程专家关注的焦点问题之一。随着撞击速度的提高,弹体由刚体侵彻转入变形、流体侵彻状态,进而导致侵彻深度不再随速度呈单一上升趋势。为预测大着速范围下弹体的侵彻状态,基于弹体质量守恒、动量守恒及弹体动态强度计算方法,建立了弹体侵彻过程中的动力学平衡方程,进而确定高速侵彻临界速度。在与已有实验结果对比验证的基础上,分析了不同弹靶参数对侵彻临界速度的影响规律。结果表明:随着弹体静态屈服强度增大,弹体的变形长度减小,弹体的临界侵彻速度增大;弹靶塑性波波速等参数对高速侵彻状态临界速度也有显著影响。
- 刘闯张先锋黄长强黄长强徐晨阳邓佳杰
- 关键词：高速侵彻
- 基于弯管-流线模型的长杆弹侵彻头部材料流动过程分析被引量：4
- 2019年
- 为了研究长杆弹侵彻过程中弹体材料的二维流动特性,基于长杆弹高速侵彻流体动力学模型,结合侵彻过程质量守恒以及弯管-流线模型,发展以撞击速度、参考点角度、参考点半径为控制变量的二维弯管-流线侵彻模型。利用该模型计算分析了钨合金侵彻钢靶过程中弹体头部材料的流动特性,并与试验结果进行了对比。结果表明:长杆弹侵彻过程中弹体头部材料的流动呈非均匀分布特性,外侧流速小于内侧流速,且弹体头部材料压力呈梯度分布。二维弯管-流线模型可用于描述侵彻过程中弹体头部材料的流动行为,解释了弹体在侵彻最终阶段弹体头部由流体主导向固体主导转变的作用过程,揭示了侵彻孔道形状变化与弹体侵彻状态之间的关联机制。
- 陈海华张先锋刘闯丁力王季鹏杜宁
- 关键词：长杆弹高速侵彻流体动力学
- WFeNiMo高熵合金动态力学行为及侵彻性能研究被引量：17
- 2020年
- 为了探究不同应变速率下WFeNiMo高熵合金的变形行为和侵彻性能,采用万能材料试验机、分离式霍普金森压杆开展了高熵合金的静动态力学性能试验,讨论了其在不同应变速率下变形特征微观机制.基于弹道枪试验平台开展了高熵合金与典型钨合金(93W-4.9Ni-2.1Fe,wt%)破片对有限厚钢靶侵彻作用性能试验研究,分析了两种合金破片侵彻作用过程与靶板破坏特征、侵彻穿孔能量消耗与撞击速度间的关系.结果表明:高熵合金、钨合金材料屈服强度与应变率呈正相关,且在相同的应变率下高熵合金具有更高的屈服强度;随着应变率的提高,高熵合金由脆性断裂、韧脆混合的准解理断裂发展至具有黏着特性的破碎变形模式;高熵合金具有较强的局部绝热变形能力,在侵彻薄钢靶时体现出较高的剪切敏感性;相同撞击速度下,高熵合金破片穿靶消耗的能量低于钨合金破片,对于薄钢靶具有更强的侵彻穿透能力.高熵合金具有优异的力学性能和侵彻能力,在高速撞击薄靶板时除了传统的剪切冲塞作用还具有一定的能量释放特性,在预制破片上有较好的应用前景.
- 陈海华张先锋熊玮刘闯魏海洋汪海英戴兰宏
- 关键词：高熵合金力学性能能量消耗
- 在椭圆横截面弹体正侵彻下有限厚铝靶的破坏模式及响应特性被引量：1
- 2022年
- 基于30 mm口径弹道炮平台,开展了3种不同椭圆横截面弹体在200~600 m/s撞击速度范围内正侵彻2A12铝靶的实验,获得了2A12铝靶的破坏形貌及弹体的剩余速度。在此基础上,建立了相应的数值模型,结合实验结果验证了所建模型的有效性,并系统分析了弹体横截面长短轴长度比对靶体的破坏情况及响应特性的影响。研究结果表明:弹体最大横截面面积是影响弹体剩余速度的主要因素,而弹体横截面长短轴长度比对弹体剩余速度的影响较弱;在圆形横截面弹体侵彻下靶体背部形成的花瓣大小和形状一致,空间分布均匀,而在椭圆横截面弹体侵彻下,随着弹体横截面长短轴长度比的增大,靶体背部形成的花瓣数量增加、尺寸变小,且在短轴方向的花瓣数量和靶体表面隆起高度均大于长轴方向的;靶体在圆形横截面弹体侵彻下的径向位移、径向应力和切向应力与其在椭圆横截面弹体侵彻下的显著不同,前者沿周向方向各点的变化规律基本一致,靶体处于简单的压缩状态,切向应力为零,而后者各点的应力状态与弹体横截面长短轴长度比和周向角密切相关,靶体受到压缩和剪切应力的耦合作用。
- 刘均伟张先锋赵瑶瑶魏海洋刘闯李鹏程
- 关键词：铝靶径向应力切向应力
- 不同硬度30CrMnSiNi2A钢的动态本构与损伤参数被引量：21
- 2017年
- 为研究材料硬度对30CrMnSiNi2A钢动态本构与损伤参数的影响,基于万能材料试验机、分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置,研究了4种不同硬度30CrMnSiNi2A钢的准静态和动态力学性能。利用屈服强度与应变率、等效塑性应变的关系确定了Johnson-Cook强度模型参数,通过失效应变与应力三轴度、应变率的关系确定了Johnson-Cook失效模型参数,分析了强度模型和失效模型中参数的变化规律。结果表明:随着硬度的增加,30CrMnSiNi2A钢的塑性减弱,脆性增强,应变率敏感性减弱;硬度对30CrMnSiNi2A钢的动态本构与损伤参数有显著影响。
- 李磊张先锋吴雪高飞刘闯
- 关键词：本构模型30CRMNSINI2A钢
- Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观机制被引量：1
- 2022年
- 为阐明含能结构材料冲击反应机理,开展以Al/Ni粉末复合材料为代表的含能结构材料冲击反应细观模拟研究。基于Al/Ni粉末复合材料的扫描电镜照片建立细观有限元模型,并结合Mie-Grüneisen状态方程描述Al/Ni粉末复合材料冲击压缩行为。在此基础上,基于反应扩散模型建立考虑多组分固相反应的Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观模型,分析细观尺度上物质输运过程、冲击反应演化规律及冲击波传播特性。研究结果表明:Al/Ni粉末复合材料在冲击压缩速度(即粒子速度)为400 m/s时仅发生了微弱的化学反应,且化学反应程度随着冲击压缩速度的增大的加剧;化学反应最初发生于Al-Ni界面处,然后垂直于界面发展;冲击反应将引起材料冲击温度和压力的增高,同时对冲击波的传播起到强化作用。
- 熊玮张先锋陈海华刘闯谈梦婷
- 考虑摩擦因数变化的弹体高速侵彻混凝土质量侵蚀模型研究被引量：1
- 2021年
- 弹体在高速侵彻混凝土介质时,由于弹靶之间强烈的局部作用,导致弹体发生质量损失和弹头钝化。为进一步探究弹体高速侵彻混凝土靶质量侵蚀效应及其影响因素,基于热熔化机制及变摩擦因数模型,考虑弹体侵彻过程中头部形状变化,修正了弹体高速侵彻混凝土质量侵蚀模型。为验证模型的可靠性,基于30 mm弹道炮平台,开展了卵形弹体高速(700~1000 m/s)侵彻典型混凝土靶体实验,获得了弹体高速侵彻质量侵蚀结果。结合理论模型对本文实验及文献实验数据进行了对比分析计算,验证了本文修正模型的可靠性。结果表明:弹体侵彻过程中,滑动摩擦项占总摩擦力的10%~40%,它对弹体侵彻过程的影响不能被忽略;考虑摩擦因数变化的质量侵蚀模型预测结果与已有实验数据吻合得较好;与本文实验数据的最大误差不超过7%,能较准确地预测不同工况下弹体的质量损失。
- 刘均伟张先锋刘闯陈海华王季鹏熊玮
- 关键词：高速侵彻
- 双层含能药型罩K装药射流成型及侵彻性能试验被引量：13
- 2021年
- 为提高含能材料形成射流对目标的侵彻深度,设计了一种基于K装药结构的Al/Ni‑Cu双层含能药型罩聚能装药结构,其内层罩为无氧铜,外层罩为Al/Ni含能结构材料。分别开展了Al/Ni‑Cu双层含能药型罩与Cu‑Cu双层药型罩的聚能射流成型X光试验、侵彻钢锭静破甲试验和对典型混凝土靶标的侵彻威力试验。研究结果表明,双层含能药型罩K装药起爆后可形成连续射流,侵彻的钢靶和混凝土靶中有明显的开坑区形成,但射流对侵彻过程的扩孔作用不明显。Al/Ni‑Cu双层含能药型罩可发挥动能和化学反应的联合侵彻毁伤效应,与Cu‑Cu罩相比,在靶中形成射流堆积更少,对钢靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了20.1%和23.0%,对混凝土靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了17.2%和45.6%。
- 黄炳瑜熊玮张先锋刘闯杜宁谈梦婷
