杜成鑫
- 作品数：15 被引量：47H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：国家自然科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：兵器科学与技术一般工业技术理学金属学及工艺更多>>
- 钨丝/锆基非晶复合材料长杆体弹芯穿甲实验研究被引量：10
- 2016年
- 针对体积分数为80%的钨丝/Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5非晶复合材料长杆体弹芯,开展了在1300-1700 m/s撞击速度下侵彻30CrMnMo钢板的实验研究,并与普通钨合金弹芯进行了对比。研究发现,由这种材料制成的弹芯在高速侵彻时形成完全不同于钨合金和贫铀合金的侵彻特性,主要表现在：（1）在高速撞击条件下,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯先后发生非晶气化、弹芯外侧钨丝屈曲和弯曲断裂、钨丝回流现象,使弹芯在侵彻过程中保持自锐,并且其侵彻能力高于普通93钨合金;（2）这种复合材料在高速侵彻过程中,由于非晶气化,一方面会造成钨丝的动态屈曲与劈裂、弹芯刚度降低、侵彻分叉,会使侵彻过程中靶板抗力不对称,产生弹道弯曲等现象,相对减弱自锐性效果;另一方面,非晶气化导致回流的钨丝在弹坑侧壁产生沟槽划痕,气化形成的高压气体作用在弹坑划痕沟槽处易形成贯穿性裂纹,利于二次杀伤。
- 杜忠华杜成鑫朱正旺夏龙祥
- 关键词：钨丝高速侵彻
- 壳体切缝的结构参数对PELE横向效应的影响被引量：8
- 2016年
- 为了研究壳体切缝结构参数(切缝的周向个数N、径向深度H和轴向长度L)对横向效应增强型侵彻体(PELE)侵彻钢筋混凝土靶开孔尺寸的影响,利用数值仿真方法对具有不同壳体切缝结构参数的PELE侵彻钢筋混凝土靶进行正交优化分析,通过定义横向效应贡献值对弹丸轴向动能转化为钢筋混凝土靶因壳体膨胀破坏损失的能量进行研究。结果表明,壳体切缝参数为N=8、H=5.5 mm、L=150 mm时,钢筋混凝土靶破坏的开孔尺寸最大为409 mm,横向效应贡献值最大,并且PELE的横向效应效果最佳。同时,壳体切缝结构参数对PELE横向效应的影响程度:L最大,N次之,H最小。
- 徐立志杜忠华杜成鑫张明丛李兵
- 关键词：钢筋混凝土切缝结构参数
- 钨丝/锆基非晶弹芯贯穿靶板靶后破片飞散特性
- 2024年
- 为研究钨丝/锆基非晶复合材料(以下简称“钨丝集束”)弹芯侵彻有限厚靶板的侵彻性能及靶后毁伤能力,采用长径比为15.4,体积分数为80%的钨丝集束(钨丝增强相直径为0.3 mm)弹芯在(1600±20)m/s的速度下对有限厚45钢靶板进行侵彻实验,并与91钨合金弹芯进行对比。分析了45钢靶板及后效靶的宏观毁伤效果,得到两种材料侵彻体靶后毁伤特征参数及靶后破片飞散特性参数。讨论了两种材料弹芯靶后毁伤机制的差异。研究结果表明:与91钨合金弹芯相比,钨丝集束弹芯侵彻靶板的弹坑直径更小,说明钨丝集束弹芯侵彻过程中具有结构“自锐”特性,侵彻过程中能量耗散更小,侵彻性能更高。此外,由于钨丝集束弹芯的拉压不对称特性,使得钨丝集束弹芯在出靶后弹芯材料随即发生破碎、离散,对距靶板0.5 m处2A12后效靶的毁伤面积分别为钨合金弹芯的1.7倍和1.63倍,有效破片数量分别为后者的2.76倍和1.61倍,破片飞散角及后效靶最大破口尺寸均大于钨合金弹芯,增大了对靶后目标的毁伤能力。
- 周峰陈俊袁勇李大超杜忠华付华萌杜成鑫
- 关键词：钨合金
- 分段结构的钨丝/锆基非晶复合材料弹芯穿甲实验研究被引量：9
- 2016年
- 为了研究不同结构和材料弹芯的侵彻能力,采用80%体积分数的钨丝/锆基非晶复合材料(钨丝直径0.3 mm)弹芯,在1450~2100 m/s速度范围内,对不同结构方案的弹芯垂直侵彻均质靶板进行了实验研究。结果表明:(1)材料的性能和结构都可以影响弹丸的侵彻效率,突破了传统认识,为复合材料杆式穿甲弹设计提供了重要依据;(2)弹芯结构不同,其侵彻深度-着靶速度变化曲线也不同,对于两段和三段结构弹芯其侵彻曲线变化是凸的,其侵彻深度峰值分别出现在着靶速度1750~1800 m/s和1850 m/s附近,最大侵彻穿深均为x=1.7L;对于未分段弹芯,其侵彻深度-速度变化曲线呈渐近线变化,在速度大于1850 m/s时接近于流体动力学极限穿甲深度L·(ρ/2p/ρt)^(1/2),约为1.5L;(3)结合单向纤维复合材料的动态破坏特点、动态裂纹传播和弹芯高速撞击的侵蚀速度特性,给出了最优分段概念,分析了(2)中发现的问题的原因,为分段弹芯结构设计提供了参考。
- 杜忠华杜成鑫朱正旺夏龙祥
- 关键词：高速侵彻
- 钨丝/锆基非晶复合材料与93W合金弹芯侵彻靶板的损伤特征
- 2024年
- 为研究钨丝/锆基非晶复合材料(WF/Zr-based bulk metallic glass matrix composite,WF/Zr-MG)及93W合金两种弹芯材料对于45钢靶板的侵彻特征机理与损伤特征,利用上述两种弹芯进行对比开展侵彻试验,在宏观和微观层面对侵彻结果进行分析,其中,宏观定量化表征量采用等效直径进行研究,微观层面利用扫描电镜、光学显微镜、XRD衍射仪与显微维氏硬度仪对靶板的微观形貌、相变及硬度特征进行表征。试验结果表明,WF/Zr-MG弹芯完全贯穿靶板,而93W合金弹芯残留于靶板之中,其等效扩孔直径分别为16.7和18.4 mm,前者较后者低10.18%,WF/Zr-MG弹芯的穿甲能力高于93W合金弹芯。在微观角度,WF/Zr-MG与93W合金弹芯侵彻后弹坑细晶层晶粒长径比分别为4.5和7.3,其维氏硬度HV的峰值分别为249和287,其中高硬度层宽度分别为10.2和8.9 mm。前者对应靶板高硬度层更宽的原因是Zr基非晶合金在侵彻过程中持续释放热量,使其温度影响区较大,因此硬度提升的区域大。侵彻过程中,后者的靶板强度明显高于前者的,其主要原因为WF/Zr-MG弹芯发生屈曲回流,而93W合金弹芯产生蘑菇头现象,使得WF/Zr-MG弹芯对于靶板的挤压变形更小,晶粒拉长效果减弱,硬度峰值提升变小,靶板单位长度的能量损耗小,从而增强WF/Zr-MG复合材料弹芯的穿甲能力。
- 吴烁罡杜成鑫周峰高光发吕文争陈曦
- 用于分离式霍普金森压杆试验设备的辅助装置
- 本发明公开了一种用于分离式霍普金森压杆试验设备的辅助装置，包括两个完全相同的主体，所述主体包括半圆形卡箍、手柄、丝杠、压块和挡板，半圆形卡箍顶部外壁对称设有一对相互平行的竖直凸起，挡板固定在两个竖直凸起的顶面，位于挡板正...
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- 用于分离式霍普金森压杆试验设备的辅助装置
- 本实用新型公开了一种用于分离式霍普金森压杆试验设备的辅助装置，包括两个完全相同的主体，所述主体包括半圆形卡箍、手柄、丝杠、压块和挡板，半圆形卡箍顶部外壁对称设有一对相互平行的竖直凸起，挡板固定在两个竖直凸起的顶面，位于挡...
- 高光发杜忠华王晓东徐立志程春杜成鑫
- 文献传递
- 负载位置对带负载动能杆斜侵彻的影响研究被引量：1
- 2023年
- 将超高速动能导弹简化为带负载的动能杆,建立其斜侵彻质心运动方程,据此预测其斜侵彻深度。利用Ansys/LS-DYNA软件对侵彻过程进行数值模拟,通过与理论计算结果对比,验证建立的理论侵彻深度模型的可靠性,分析负载位置对动能杆侵彻过程的影响,并和无负载动能杆进行对比。研究结果表明:负载撞击靶板后导致的靶板翘起会撞击动能杆,甚至使动能杆发生折断,致其侵彻深度下降;负载到动能杆头部的距离越远,翘起的靶板越晚撞击动能杆,负载对动能杆的侵彻影响越小。故设计带负载的动能杆时,应尽量将负载置于动能杆后方,使弹丸的整体质心靠后,降低负载对动能杆侵彻过程的影响。
- 岳明凯郑贺龄杜成鑫杜忠华
- 关键词：动能杆斜侵彻数值模拟
- 着靶速度和钨丝直径对钨丝/锆基非晶复合材料弹芯侵彻性能的影响被引量：7
- 2017年
- 为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有4种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000~1600 m/s的速度区间进行穿甲实验。研究发现:钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,"自锐"效果明显;理想侵彻时,存在一个阈值速度,钨丝/锆基非晶复合材料弹芯在低于该速度侵彻时,其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏,而高于该阈值速度时,破坏模式变成钨丝的屈曲、回流,而且该阈值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加;钨丝/锆基非晶复合材料弹芯中钨丝的直径会影响其侵彻过程中的稳定性,钨丝直径越大,该复合材料弹芯在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏,导致弹道偏转等。
- 杜成鑫杜忠华朱正旺
- 钨丝/锆基非晶复合材料研究进展被引量：10
- 2018年
- 钨丝/锆基非晶复合材料作为近20年新出现的穿甲工程材料,是一种极有可能替代具有放射性危害的贫铀合金和穿甲威力稍差的钨合金的新兴材料。自从钨丝/锆基非晶复合材料被制备出来以后,各学者先后对材料中钨丝和锆基非晶合金之间的界面接触强度、钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的参数、环境温度、应变率、仿真计算以及穿甲应用等方面进行了研究。研究表明,制备过程中保温温度,钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的排布方式、体积分数、直径,环境温度,应变率等因素都能对钨丝/锆基非晶复合材料的性能产生影响;随着计算机技术的发展,钨丝/锆基非晶复合材料的有限元仿真计算已经从等效模型发展到准细观建模,能够模拟其动静态压缩过程、侵彻过程,仿真结果和试验结果基本吻合;在应用方面,试验研究验证了钨丝/锆基非晶复合材料弹芯在侵彻过程中的"自锐"性能。文章概述了钨丝/锆基非晶复合材料在上述领域的研究进展并展望了该材料的发展方向。
- 杜成鑫杜忠华高光发徐立志程春王晓东
- 关键词：环境温度应变率仿真计算
