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两点串联装药爆炸区域增效效果分析

兵器装备工程学报 2024年第1期45卷 27-34页

作者：吕中杰赵开元王乐阳刘彦黄风雷黄宁杨剑波北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 中国人民解放军32184部队

针对串联装药爆炸区域内出现区域增效现象,利用LS-DYNA有限元软件建立了两点装药爆炸的计算模型,针对不同装药间距、不同装药质量条件下两点装药爆炸冲击波的传播过程和相互作用进行了模拟研究,并对数值模拟结果的超压、冲量衰减规律进... 详细信息

针对串联装药爆炸区域内出现区域增效现象,利用LS-DYNA有限元软件建立了两点装药爆炸的计算模型,针对不同装药间距、不同装药质量条件下两点装药爆炸冲击波的传播过程和相互作用进行了模拟研究,并对数值模拟结果的超压、冲量衰减规律进行了试验验证。分析了两点装药入射冲击波和反射冲击波超压值的相对大小,将冲击波有效作用区内的增效效果区划分成增效明显区、增效过渡区和增效不显区。分析了不同毁伤阈值条件下装药质量、装药间距对冲击波有效作用区区域面积的影响,确定了不同毁伤阈值下的最佳装药间距,得到了装药质量、最佳装药间距与毁伤阈值之间的关系。结果表明:在增效明显区内两点装药爆炸产生的入射波相互作用形成强反射波,强反射波与入射波叠加,超压显著提高,表现为两点装药反射波超压峰值整体高于单点装药入射波的超压峰值;在不同毁伤阈值条件下,随装药间距增加,有效作用区域面积会呈现先增后减的变化趋势,在明确装药质量、毁伤阈值的条件下,存在一个最佳装药间距对应着最大有效作用区域面积;获得了不同毁伤阈值的最佳装药间距工程计算模型,毁伤阈值和最佳装药间距与装药质量立方根的比值呈现多项式函数关系。

关键词：串联装药区域增效冲击波叠加毁伤区域面积

基于多层间隔靶试验的含能复合射流毁伤行为研究

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兵工学报 2024年

作者：王在成彭芋程姜春兰胡榕北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室

为探究含能复合罩聚能装药对目标的毁伤增强效应及作用机制，开展了含能复合罩聚能装药作用多层间隔靶侵爆联合毁伤行为研究。采用试验、数值模拟和理论分析相结合的方法，对含能复合射流侵彻多层间隔靶的毁伤行为及作用机理进行探究。... 详细信息

为探究含能复合罩聚能装药对目标的毁伤增强效应及作用机制，开展了含能复合罩聚能装药作用多层间隔靶侵爆联合毁伤行为研究。采用试验、数值模拟和理论分析相结合的方法，对含能复合射流侵彻多层间隔靶的毁伤行为及作用机理进行探究。试验结果表明：含能复合射流可有效毁伤8 mm 厚钢靶和10 mm厚铝板构成的多层间隔靶，在1.0～1.5 CD炸高范围内，可穿透7～9层靶板，在2.0～2.7 CD侵彻深度范围内，对8 mm钢靶造成花瓣状卷边破坏和大开孔毁伤的程度最大，钢靶的最大破坏区域直径为2.5 CD。仿真和理论计算结果表明：爆轰波压垮作用、药型罩材料及结构和侵彻过程共同决定了含能复合射流的释能特性；不同位置靶板的变形能变化与活性材料激活质量的位置分布基本一致；复合射流头部的金属射流优先作用于靶板侵彻开孔，可避免大量活性材料在侵彻前期的消耗，将大部分活性材料随进到目标内部，充分利用活性材料的反应释能，通过侵-爆联合作用实现目标内毁伤增强效应；通过射流作用条件调控，实现活性材料在目标内毁伤增强的按需控制，达到最佳毁伤效果。

关键词：含能复合射流释能位置毁伤效应多层间隔靶

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活性PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔增强行为

兵工学报 2024年

作者：张甲浩王海福葛超周晟余庆波北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室

活性横向效应增强弹（Penetrator with Enhanced Lateral Effect，PELE）侵彻钢筋混凝土靶过程中发生剧烈爆燃反应，较惰性芯体PELE对靶板的扩孔效应更加显著。为揭示活性PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔增强机理，建立活性PELE侵彻钢筋混凝... 详细信息

活性横向效应增强弹（Penetrator with Enhanced Lateral Effect，PELE）侵彻钢筋混凝土靶过程中发生剧烈爆燃反应，较惰性芯体PELE对靶板的扩孔效应更加显著。为揭示活性PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔增强机理，建立活性PELE侵彻钢筋混凝土靶扩孔分析模型，模型充分考虑径向稀疏波和活性材料的冲击爆燃反应。开展5种撞击速度下的活性PELE侵彻钢筋混凝土靶实验，综合实验和理论对活性PELE芯体反应特性、壳体变形角度-长度演化及扩孔增强行为进行讨论。研究结果表明：分析模型能够有效预测活性PELE壳体变形和钢筋混凝土靶扩孔，平均误差分别为6.9%和8.5%；活性PELE壳体表现出双弯曲变形和卷曲变形两种典型变形模式，给出壳体变形角度-长度演化过程；当撞击压力大于2.32 GPa时，忽略径向稀疏波会高估活性PELE芯体反应程度和壳体径向变形，验证了考虑径向稀疏波的必要性；量化比较得到活性材料的爆燃反应使钢筋混凝土靶的最大开孔提高了24.3%。

关键词：活性PELE 钢筋混凝土靶径向稀疏壳体变形爆燃扩孔

基于相位传递函数的分块镜共相位倾斜误差检测

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光学学报 2024年第4期44卷 117-127页

作者：张璐赵伟瑞赵跃进刘娟北京理工大学光电学院北京100081 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081

消除拼接主镜式望远镜的分块子镜间的共相位倾斜(tip-tilt)误差是有效提升集光能力、实现共相位成像的关键之一。提出了一种基于相位传递函数(PTF)的分块子镜的tip-tilt高精度检测方法。在分块镜的共轭面处设置具有离散孔结构的光阑,将... 详细信息

消除拼接主镜式望远镜的分块子镜间的共相位倾斜(tip-tilt)误差是有效提升集光能力、实现共相位成像的关键之一。提出了一种基于相位传递函数(PTF)的分块子镜的tip-tilt高精度检测方法。在分块镜的共轭面处设置具有离散孔结构的光阑,将其作为tip-tilt检测系统的入瞳,借助傅里叶分析,推导建立了误差检测系统的PTF与tip-tilt的函数关系,通过对探测得到的点扩散函数进行傅里叶分析,得到PTF,依据建立的函数关系即可实现tip-tilt的高精度检测。对所提方法进行了仿真分析和实验验证,检测精度的均方根(RMS)值为2.99×10^(-3)λ(λ为波长)。所提方法结构简单,只需要设置一个具有离散孔结构的光阑,可用于拼接式主镜、稀疏孔径系统的共相位tip-tilt误差检测。

关键词：傅里叶光学相位传递函数分块镜倾斜误差离散孔光阑傅里叶变换

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基于SPH方法的二维液舱晃荡特性研究

船舶力学 2024年第5期28卷 676-688页

作者：张之凡王越美李昌良张桂勇宗智大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备与结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

本文基于流固耦合动力学理论,建立二维液舱晃荡的光滑粒子流体动力学模型,并引入Dummy边界处理固定边界问题。首先,与实验结果对比验证模型的有效性;随后,分析不同横摇激励、多种载液率下自由液面的运动规律,研究液体抨击舱壁产生的压... 详细信息

本文基于流固耦合动力学理论,建立二维液舱晃荡的光滑粒子流体动力学模型,并引入Dummy边界处理固定边界问题。首先,与实验结果对比验证模型的有效性;随后,分析不同横摇激励、多种载液率下自由液面的运动规律,研究液体抨击舱壁产生的压力特性;在此基础上,设计单一隔板和组合隔板等不同制荡结构,探究共振频率、30%载液率下,自由液面形态和壁面冲击压力的特性。结果表明:在共振频率下,横摇幅值对压力峰值的影响最大;随着载液率的增加,壁面抨击压力双峰特性逐渐消失;当隔板尺度较小时,T型隔板更有利于降低压力的整体水平;双T型隔板可有效降低舱底冲击。

关键词： SPH方法 Dummy边界液舱晃荡抨击压力隔板结构设计

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最优字典选择多频段雷达信号宽带融合

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2076-2086页

作者：陆睿民李卫东王锐张帆李沐阳胡程北京理工大学雷达技术研究院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 北京理工大学嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081

多频段雷达带宽融合外推是一种提升雷达带宽、解决小目标高分辨成像的有效手段。然而,现有多频段融合算法仍面临运算慢、精度低等问题。为此,该文提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段融合外推雷达超分辨距离成像方法。首先,对多... 详细信息

多频段雷达带宽融合外推是一种提升雷达带宽、解决小目标高分辨成像的有效手段。然而,现有多频段融合算法仍面临运算慢、精度低等问题。为此,该文提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段融合外推雷达超分辨距离成像方法。首先,对多频段信号进行参数化建模,提出基于蛇优化的信号相参配准方法,实现多频段信号高精度相位对齐;然后,利用几何绕射模型,提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段信号模型估计方法,实现多频段信号融合外推,估计未知频段频谱,获取大带宽信号;最后,通过仿真和实测数据,验证了该方法的可行性。该方法在保障高精度的前提下,通过简化模型粗估计与完整模型精估计结合,有效降低了运算量,实现了快速精确多频段融合外推处理。

关键词：多频段融合外推相参配准最优字典选择蛇优化算法正交匹配追踪

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响应性胶体晶体反射光谱预测模型及实验验证

光学学报 2024年第4期44卷 346-354页

作者：张金英王鑫野司玉琳王炳楠杨佳兴张野效桐精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学长三角研究院浙江嘉兴314001

建立了一种以面心立方三维光子晶体为基础的有限元预测模型,研究了纳米粒子折射率、溶剂折射率、粒子直径、粒子间距等参数对反射光谱的影响。根据预测结果制备了优化尺寸的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米粒子电调谐器件。结果表明,有限元模... 详细信息

建立了一种以面心立方三维光子晶体为基础的有限元预测模型,研究了纳米粒子折射率、溶剂折射率、粒子直径、粒子间距等参数对反射光谱的影响。根据预测结果制备了优化尺寸的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米粒子电调谐器件。结果表明,有限元模型预测的反射光谱中心波长在680 nm至455 nm范围内移动,与制备器件的测试光谱匹配性良好。与解析预测模型相比,建立的三维有限元预测模型得到的反射光谱中心波长的预测结果准确性更高。对于非核壳结构,两种模型的预测误差范围分别为0.49%~1.70%、0.82%~1.49%,表现相当;对于核壳结构,两种模型的预测误差范围分别为3.51%~6.11%、0.28%~1.34%。本文建立的三维有限元模型将预测误差典型值降低为原来的1/5.9。所提模型可用于准确预测胶体体系下自组装光子晶体反射光谱的动态调谐能力,弥补了解析预测模型在核壳结构光子晶体预测准确性方面的不足,可指导粒子材料参数和结构参数设计,以及可调谐范围的优化区间筛选。对反射光谱幅值和谱宽预测准确性的提升需进一步考虑短程有序结构等随机微扰特性的影响。

关键词：光谱学胶体体系自组装光子晶体动态变色器件有限元预测模型反射光谱中心波长

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露天台阶爆破智能设计系统研发及应用

金属矿山 2024年

作者：杨军李立杰刘红岩爆炸科学与技术国家重点实验室北京理工大学计算机学院京工博创(北京)科技有限公司

爆破作为采矿的主要环节在数字化矿山建设中具有举足轻重的作用，提高爆破设计的科学性和合理性，需要突破传统爆破设计过多依靠个人经验和爆破理论发展不足等瓶颈。为此，以VC++作为开发平台，采用Open GL作为3D图形引擎，由底层自主... 详细信息

爆破作为采矿的主要环节在数字化矿山建设中具有举足轻重的作用，提高爆破设计的科学性和合理性，需要突破传统爆破设计过多依靠个人经验和爆破理论发展不足等瓶颈。为此，以VC++作为开发平台，采用Open GL作为3D图形引擎，由底层自主开发了相应的露天台阶爆破智能设计系统。该系统基于高精度延时逐孔起爆条件下单孔拟柱体（炮孔分担区域）破碎理论模型，结合人工智能和台阶爆破设计原理，实现了三维布孔自动化、起爆网路连接自动化、爆破参数选取智能化和设计图表规范化等目标。系统具有的逐孔计算校核炮孔药量和爆破震动、飞石及爆堆破碎效果预测等功能，成功解决了爆破方案精确设计的核心问题。最后将该系统应用于非洲纳米比亚湖山铀矿复杂矿体矿岩分离爆破生产实践中，通过矿岩分离爆破技术成功地将矿石贫化率由最初的17%大幅度地降至13%，直接生产成本降低了4.60%，同时显著提高了矿山爆破作业的智能化水平，节约了企业的总生产成本，最终取得了显著的经济和社会效益。

关键词：露天台阶爆破智能设计系统单孔拟柱体破碎模型爆破效果预测矿岩分离

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基于纤维混杂的防弹防刺结构设计与优化

兵工学报 2024年

作者：马潮禾刘鹏陈婧周宏元黄广炎张宏北京理工大学爆炸科学与技术重点实验室北京工业大学城市建设学部北京理工大学重庆创新中心现代兵器技术实验室

反恐处突人员在处理城市暴力恐袭事件时需要同时应对刀刺及枪击的威胁，单一防护功能的防护服难以保障生命安全。根据防弹和防刺机理，将防弹和防刺材料进行组合设计可达到多功能的防护效果。目前基于组合材料的双防服研制方法主要为实... 详细信息

反恐处突人员在处理城市暴力恐袭事件时需要同时应对刀刺及枪击的威胁，单一防护功能的防护服难以保障生命安全。根据防弹和防刺机理，将防弹和防刺材料进行组合设计可达到多功能的防护效果。目前基于组合材料的双防服研制方法主要为实验试错，设计效率低下，成本较高。针对这一问题，提出了一种基于能量吸收准则的纤维混杂防弹防刺结构理论设计与优化方法，开展单一防护材料即浸胶芳纶布和PE无纬布的弹道实验和动态穿刺实验，计算单一材料的弹道动能吸收和穿刺动能吸收，基于能量守恒定律，设计给定8500g/m2面密度下的防弹防刺组合结构，得到防弹与防刺材料的层数范围，经过弹道及动态穿刺实验验证，理论计算安全余量充足，11层浸胶芳纶布加18层PE无纬布组合满足《GA68—2019警用防刺服》及警用三级防弹要求且最为轻便，面密度8390g/m2。对防弹防刺结构进行优化设计，得到面密度为8370g/m2的最轻量组合结构(9层浸胶芳纶布加21层PE无纬布)，研究成果可为双防服的工程设计与创新应用提供参考。

关键词：防弹防刺芳纶超高分子量聚乙烯结构设计