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Effects of material of metallic frame on the penetration resistances of ceramic-metal hybrid structures

Defence Technology（防务技术） 2020年第1期16卷 77-87页

作者： Xuanyi An Chao Tian Qitian Sun yongxiang dong State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of TechnologyBeijing100081China

The effects of metallic material on the penetration resistances of ceramic-metal hybrid structures against vertical long-rod tungsten projectiles were studied by artillery-launched experiments and numerical *** structures with rectangular cores in transverse orthogonal arrangement and slidefitting ceramic inserts of zirconia toughened alumina prisms were fabricated with titanium alloy TC4(Ti6 Al4 V),AISI 4340 steel and 7075 aluminum alloy panels,*** results showed that the hybrid structure of Ti6A14V exhibited the highest penetration resistance,followed by that of 7075 aluminum alloy with the same area *** penetration resistance of the hybrid structure of AISI4340 steel was the *** underlying mechanisms showed that the metallic material of a ceramicmetal hybrid structure can directly affect its energy absorption from the impact projectile,which further affects its penetration *** metallic frames exhibited different failure characteristics,resulting in different constraint conditions or support conditions for ceramic *** high penetration resistance of the Ti6Al4V hybrid structure was due to its stronger back support to ceramic prisms as compared with that of AISI 4340 steel hybrid structure,and better constraint condition for ceramic prisms by metallic webs as compared with that of 7075 aluminum alloy hybrid *** results of mass efficiency and thickness efficiency showed that the Ti6Al4V hybrid structure has advantages in reducing both the thickness and the mass of protective *** addition,because the ceramic-metal hybrid structures in the present work were heterogeneous,impact position has slight influence on their penetration resistances.

关键词： Hybrid structures Zirconia toughened alumina Penetration resistance Long-rod projectile Metallic frame

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Analysis on Dynamic Response of Hard-Soft-Hard Sandwich Panel Under Blast Loading

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Transactions of Tianjin University 2006年第B09期12卷 233-237页

作者： dong yongxiang FENG Shunshan JIN Jun State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of Technology Beijing 100081 China The Academy of Armored Forces Engineering of PLA Beijing 100072 China

Surface contact explosion experiments have been performed for the study of dynamic response of the hard-soft-hard sandwich panel under blast loading. Experimental results have shown that there are four damage modes, including explosion cratering, scabbing of the backside, radial cracking induced failure and circumferential cracking induced failure. It also illustrates that the foam material sandwiched in the multi-layered media has an important effect on damage patterns. The phenomena encountered have been analyzed by the calculation with ALE method. Meanwhile, the optimal analysis of foam material thickness and position in the sandwich panel were performed in terms of experimental and numerical analysis. The proper thickness proportion of the soft layer is about 2.0% to the thickness of sandwich panel and the thickness of the upper hard layer and lower hard layer is in the ratio of ？ to 3 under the condition in this paper when the total thickness of soft layer remains constant.

关键词： dynamic response sandwich panel blast loading foam material

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Double casing warhead with sandwiched charge:The axial distribution of fragments velocities

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Defence Technology（防务技术） 2024年第4期34卷 201-216页

作者： Ping Ye yongxiang dong Qitian Sun Peizhuo Shi Wang Yao Yongnan Li Yujing Li Mingze Li State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

The double casing warhead with sandwiched charge is a novel fragmentation warhead that can produce two groups of fragments with different velocity,and the previous work has presented a calculation formula to determine the maximum fragment *** current work builds on the published formula to further develop a formula for calculating the axial distribution characteristics of the fragment *** this type of warhead,the simulation of the dispersion characteristics of the detonation products at different positions shows that the detonation products at the ends have a much larger axial velocity than those in the middle,and the detonation products have a greater axial dispersion velocity when they are closer to the central *** loading process and the fragment velocity vary with the axial position for both casing layers,and the total velocity of the fragments is the vector sum of the radial velocity and the axial *** the same axial position,the acceleration time of the inner casing is greater than that of the outer *** the same casing,the fragments generated at the ends have a longer acceleration time than the fragments from the *** proposed formula is validated with the X-ray radiography results of the four warheads previously tested experimentally and the 3D smoothedparticle hydrodynamics numerical simulation results of several series of new warheads with different *** formula can accurately and reliably calculate the fragment velocity when the lengthto-diameter ratio of the charge is greater than 1.5 and the thickness of the casing is less than 20%its inner *** work thus provides a key reference for the theoretical analysis and the design of warheads with multiple casings.

关键词： Double casing warhead Sandwiched charge Fragment velocity Rarefaction wave Gurney formula Explosive loading

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2D CaWO4 nanosheets derived from scheelite minerals for enhanced electrocatalysis in oxygen evolution reaction

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Science China Chemistry 2025年

作者： Qing Sun yongxiang Sun Yan dong Hong Zhong Hongbo Zeng National&Local United Engineering Laboratory for New Petrochemical Materials&Fine Utilization of Resources College of Chemistry and Chemical EngineeringHunan Normal University Department of Chemical and Materials Engineering University of Alberta College of Chemistry and Materials Engineering Hunan University of Arts and Science College of Chemistry and Chemical Engineering Central South University

Scheelite （CaWO4） mineral holds promise as a cost-effective and efficient catalyst for the oxygen evolution reaction （OER）crucial in renewable energy ***,challenges such as limited active site exposure and low electrocatalytic performance need *** this work,we have fabricated two-dimensional （2D） CaWO4nanosheets from scheelite minerals via a straightforward ultrasonic exfoliation method and evaluated their efficacy as OER *** to scheelite powders,these 2D nanosheets exhibited superior crystallinity and a 1.26-fold increase in electrochemical surface area,promoting active site *** 2D CaWO4nanosheet electrode demonstrated outstanding OER catalytic performance,achieving a current density of 20 mA/cm2at an overpotential of 290 m V in alkaline conditions,which was lower than that of bulk CaWO4electrodes （～340 mV）.Density functional theory calculations attributed this enhanced catalytic performance to moderate adsorption of oxygenated intermediates （*OH,*O,and*OOH） on the W sites of 2D *** situ electrochemical atomic force microscopy tests also confirmed the catalytic enhancement by 2D CaWO4nanosheets during *** findings demonstrate the potential of affordable and abundant mineral resources in advancing electrochemical catalysts for oxygen evolution,highlighting their broader application in sustainable energy technologies.

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表面驻留对陶瓷复合结构抗侵彻特性影响

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兵工学报 2022年第5期43卷 1144-1154页

作者：田超李志鹏董永香中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

子弹在陶瓷表面的驻留现象对于装甲防护结构设计具有重要意义。开展陶瓷复合结构抗侵彻特性试验和数值模拟研究,分析侵彻作用过程中弹靶失效破坏、子弹驻留时间及耗能特征,探讨子弹速度、头部形状及背板厚度对驻留效应及复合靶抗侵彻特... 详细信息

子弹在陶瓷表面的驻留现象对于装甲防护结构设计具有重要意义。开展陶瓷复合结构抗侵彻特性试验和数值模拟研究,分析侵彻作用过程中弹靶失效破坏、子弹驻留时间及耗能特征,探讨子弹速度、头部形状及背板厚度对驻留效应及复合靶抗侵彻特性的影响规律。研究结果表明:尖头弹中低速侵彻陶瓷复合结构时,子弹头部将在陶瓷表面完全侵蚀,同时耗散大量能量;随着子弹速度的增加,驻留时间减短,子弹动能耗散百分比越低,子弹速度为600 m/s时驻留期间动能耗散百分比可达90%;随着尖头弹锥角增加,驻留时间及驻留期间动能耗散百分比呈先增加后减小趋势,在半锥角取45°时驻留期间能量耗散百分比最大可达80%;随着背板厚度的降低,子弹驻留时间及驻留期间动能耗散降低幅度并不明显。

关键词：陶瓷复合结构表面驻留侵彻阻力抗侵彻特性

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封装陶瓷形状对复合结构抗侵彻性能的影响

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兵工学报 2020年第S02期41卷 83-88页

作者：孙启添田超孙昕叶坪董永香北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

陶瓷/金属复合结构抗侵彻性能优异,在轻质装甲领域有广泛的应用前景。结合实验数据和数值模拟开展封装陶瓷柱形状对复合结构抗侵彻性能的影响规律研究。结果表明:陶瓷形状影响了结构的吸能方式和破坏模式,进而影响了结构整体的抗侵彻性... 详细信息

陶瓷/金属复合结构抗侵彻性能优异,在轻质装甲领域有广泛的应用前景。结合实验数据和数值模拟开展封装陶瓷柱形状对复合结构抗侵彻性能的影响规律研究。结果表明:陶瓷形状影响了结构的吸能方式和破坏模式,进而影响了结构整体的抗侵彻性能;梯形截面陶瓷能增大结构受载荷的面积,增加背板的塑性变形,以吸收更多的弹丸能量,结构最终呈现出的破坏模式为韧性破坏;倒梯形截面陶瓷则在受到弹丸侵彻时,对相邻的陶瓷柱体产生挤压作用,使得载荷发生横向传播,结构内部的陶瓷发生大范围损伤,背板隆起高度较小,结构总体呈现冲塞破坏;陶瓷柱形状通过影响载荷分布与能量传输方式,进而影响复合结构抗弹丸侵彻的能力。

关键词：金属封装陶瓷复合结构抗侵彻性能动态响应

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金属封装多层陶瓷复合结构抗侵彻性能

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兵工学报 2020年第S02期41卷 69-75页

作者：孙昕田超孙启添汪凯阳董永香北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

针对传统层状陶瓷复合结构难以抵抗多次打击的问题,开展轻质金属封装陶瓷复合结构的抗侵彻性能研究。通过弹道枪实验和数值方法,获得金属封装多层陶瓷复合结构和单层陶瓷复合结构的抗侵彻性能。结果表明:多层复合结构抗侵彻性能比单层... 详细信息

针对传统层状陶瓷复合结构难以抵抗多次打击的问题,开展轻质金属封装陶瓷复合结构的抗侵彻性能研究。通过弹道枪实验和数值方法,获得金属封装多层陶瓷复合结构和单层陶瓷复合结构的抗侵彻性能。结果表明:多层复合结构抗侵彻性能比单层陶瓷复合结构提高了15%;两层陶瓷块的错位排布,基本消除了其不同位置处抗侵彻性能的差异;金属框架限制了陶瓷碎片的飞散,增加了陶瓷材料对弹丸的侵彻阻力,使金属封装夹层耗散了弹丸约55%的动能;陶瓷层数量的增加使冲击波在不同材料的衰减幅度以及界面间反射次数增加,改变了载荷在陶瓷层间的分布特性,减小了陶瓷破坏范围,有效提高了复合结构抗多次打击能力。

关键词：多层陶瓷金属封装复合结构抗侵彻性能

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千寻位置CORS-RTK在建筑基坑放样中的应用

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全球定位系统 2018年第6期43卷 92-97页

作者：董永祥安徽理工大学测绘学院安徽淮南232001

针对目标放样区被围墙遮挡,基准站架设点位于道路中央的情况下,无法使用传统的全站仪放样法和单连续运行参考站-实时动态(CORS-RTK)放样法的问题.采用了千寻位置服务系统,利用网络CORS-RTK方法进行工程建设中基坑的放样,介绍网络连续运... 详细信息

针对目标放样区被围墙遮挡,基准站架设点位于道路中央的情况下,无法使用传统的全站仪放样法和单连续运行参考站-实时动态(CORS-RTK)放样法的问题.采用了千寻位置服务系统,利用网络CORS-RTK方法进行工程建设中基坑的放样,介绍网络连续运行参考站(CORS)的原理及优点,对放样点数据进行处理,分析了放样精度.结果表明通过RTK测得37个放样点平面坐标,X方向中误差在20mm之内的点占97%,Y方向中误差在20mm之内的点占100%,比较集中稳定;点位中误差小于20mm的占95%,在20～40mm占5%,CORS-RTK方法的测量点位中误差均满足国家《卫星定位城市测量技术规范》CJJTT73-2010要求的平面点位中误差小于70mm的精度要求.千寻的CORS测量符合工程规范精度要求,对减少工程施工放样的工作量具有重要意义.

关键词：千寻位置服务 CORS-RTK 基坑放样精度分析

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主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

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振动与冲击 2020年第9期39卷 188-193页

作者：于滨董永香李翔宇宋卿冯顺山国防科技大学文理学院长沙410073 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究异型头弹丸半侵彻金属靶的侵深特性,基于量纲方法对影响侵深的主控因素进行了分析,采用弹道枪加载和LS-DYNA软件对异型头弹丸半侵彻金属靶的作用过程进行了试验和数值模拟研究,分析了异型头弹丸结构、弹丸初速、靶板厚度等因素对... 详细信息

为研究异型头弹丸半侵彻金属靶的侵深特性,基于量纲方法对影响侵深的主控因素进行了分析,采用弹道枪加载和LS-DYNA软件对异型头弹丸半侵彻金属靶的作用过程进行了试验和数值模拟研究,分析了异型头弹丸结构、弹丸初速、靶板厚度等因素对侵彻深度的影响规律,获得了侵深随弹丸初速以及靶板厚度的变化曲线。研究结果表明,弹丸初速和靶板厚度是影响侵彻深度的关键因素,并拟合得到了弹丸初速和靶板厚度综合影响下的半侵彻侵深经验公式。研究结果可为半侵彻作用的研究及新型侵彻的工程计算方法等提供参考。

关键词：异型头弹丸半侵彻侵深数值模拟

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破片超高速作用机理及威力性能优化

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弹箭与制导学报 2006年第S2期26卷 388-390页

作者：李磊冯顺山董永香北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

动能破片的超高速碰撞及其威力研究是反空间目标武器设计的一个重要问题。应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D的光滑质点流体动力学(SPH)方法对不同形状破片的超高速作用机理进行了研究,并进一步对杆形破片的碰撞速度、碰撞角度、破片... 详细信息

动能破片的超高速碰撞及其威力研究是反空间目标武器设计的一个重要问题。应用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D的光滑质点流体动力学(SPH)方法对不同形状破片的超高速作用机理进行了研究,并进一步对杆形破片的碰撞速度、碰撞角度、破片外形和临界穿透质量之间的关系进行分析,数值仿真结果为高效毁伤空间目标破片的设计和优化提供依据.

关键词：破片作用机理威力优化数值仿真

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