精确制导武器侵彻效应与工程防护 任辉启 等 编 专业科技 文轩网

序
前言
第1章绪论1
1.1精确制导武器侵彻效应与工程防护研究在现代战争中的地位1
1.1.1基本概念1
1.1.2准确制导武器的地位和作用2
1.1.3准确制导武器对作战的影响4
1.1.4制导技术6
1.1.5准确制导武器的分类7
1.1.6精确制导武器侵彻效应与工程防护研究的意义8
1.2精确制导武器侵彻效应与工程防护研究的基本问题10
1.3侵彻破坏效应的研究现状10
1.3.1试验研究12
1.3.2理论分析13
1.3.3数值模拟13
1.4工程防护措施的研究现状14
1.4.1国外研究现状14
1.4.2国内研究现状17
1.5小结18
参考文献19
第2章准确制导武器对防护工程的威胁分析20
2.1概述20
2.2准确制导武器的发展现状20
2.2.1航空炸弹20
2.2.2制导炸弹22
2.2.3对地战术导弹35
2.2.4钻地弹49
2.3威胁防护工程主要常规武器的发展趋势54
2.3.1制导炸弹54
2.3.2战术导弹55
2.4威胁防护工程的几种典型常规战斗部59
2.5典型常规战斗部战术技术指标的确定61
2.5.1技术指标61
2.5.2战术指标64
2.6小结67
参考文献67
第3章准确制导武器侵彻效应理论分析方法69
3.1概述69
3.2空腔膨胀理论70
3.2.1圆柱形空腔膨胀理论71
3.2.2球形空腔膨胀理论76
3.2.3空腔膨胀理论计算结果与实测数据对比分析88
3.3土盘浮动锁应变模型89
3.3.1基本假定和基本方程89
3.3.2土盘径向压力和弹的轴向阻力91
3.3.3计算步骤和流程图95
3.3.4计算值与试验结果的比较96
3.4高速侵彻半无限厚靶的理论模型99
3.4.1A-T模型100
3.4.2S-W-Z-S模型102
3.4.3R-M-M模型104
3.4.4A-W模型104
3.4.5Z-H模型105
3.4.6L-W模型106
3.4.7高速侵彻一维简化工程分析模型107
3.4.8七个弹体侵彻模型的比较117
3.5斜侵彻理论118
3.5.1弹体的运动方程118
3.5.2弹体斜侵彻岩体和混凝土120
3.5.3弹体斜侵彻土壤121
3.6侵彻弹体质量侵蚀模型125
3.6.1弹体质量侵蚀影响因素125
3.6.2弹体质量侵蚀与弹头形状变化129
3.6.3弹体头部的相对质量侵蚀率131
3.7弹体侵彻多层介质的运动规律134
3.7.1算法基础及理论推导134
3.7.2模型可靠性分析138
3.8小结139
参考文献141
第4章准确制导武器侵彻效应经验分析方法145
4.1概述145
4.2土体中弹体侵彻深度的计算公式145
4.3混凝土中弹体侵彻深度的计算公式150
4.4岩体中弹体侵彻深度的计算公式164
4.5层状介质中弹体侵彻深度计算方法169
4.5.1层状土和岩体的计算方法169
4.5.2混凝土结构的分层计算170
4.6小结171
参考文献179
第5章准确制导武器侵彻效应近似分析方法182
5.1概述182
5.2模型相似分析的基本概念182
5.2.1相似正定理182
5.2.2相似逆定理183
5.2.3Π定理184
5.2.4相似三定理的实际意义184
5.3弹体侵彻混凝土相似准则与模型试验184
5.4弹体侵彻混凝土深度近似公式191
5.4.1拟合公式所依赖的基本数据191
5.4.2近似公式194
5.5弹体侵彻混凝土过载特性近似分析方法197
5.5.1量纲分析197
5.5.2试验数据199
5.5.3过载特性计算公式201
5.6弹体侵彻混凝土极限速度和极限深度的近似分析方法206
5.6.1试验方法及结果206
5.6.2极限速度和极限深度计算公式208
5.7小结211
参考文献212
第6章准确制导武器侵彻效应数值分析方法214
6.1概述214
6.2数值计算的理论基础214
6.2.1控制方程214
6.2.2空间有限元离散化216
6.2.3沙漏模式控制218
6.2.4高速碰撞中接触-碰撞界面的算法222
6.2.5应力波与人工体积黏性223
6.2.6时间积分和时间步长控制223
6.3材料在冲击载荷下的力学行为225
6.3.1冲击现象225
6.3.2冲击现象的影响因素225
6.3.3冲击对介质的作用228
6.3.4介质的响应特征230
6.3.5材料模型的选用原则232
6.3.6侵彻问题的应变率范围233
6.3.7冲击高压作用下材料的响应234
6.4冲击作用下材料的本构模型234
6.4.1金属材料234
6.4.2混凝土类材料237
6.4.3岩石与土壤材料243
6.5脆性材料损伤及损伤演化方程248
6.5.1微裂纹型损伤演化的理论模型249
6.5.2动态压缩下混凝土材料的损伤演化规律251
6.5.3混凝土材料的损伤本构模型254
6.6常用的材料模型及状态方程257
6.6.1弹壳257
6.6.2装药260
6.6.3混凝土类材料262
6.7侵彻深度数值计算影响因素265
6.7.1靶体尺寸及边界约束条件的影响266
6.7.2弹体装药处理方法的影响270
6.7.3单元尺寸的影响271
6.7.4二维与三维计算模型的影响275
6.8典型常规战斗部对素混凝土靶体侵彻深度的数值模拟275
6.8.1垂直侵彻条件下的数值计算275
6.8.2斜侵彻条件下的数值计算286
6.9小结290
参考文献291
第7章准确制导武器动能侵彻弹的力学设计297
7.1概述297
7.2理论模型298
7.2.1动态空腔膨胀理论模型298
7.2.2无量纲控制参数299
7.2.3尺度律300
7.3弹体结构的相关力学分析301
7.3.1动能侵彻弹体的力学设计302
7.3.2混凝土靶设计311
7.4实例分析及缩比试验313
7.4.1实例分析313
7.4.2缩比试验315
7.5小结325
参考文献326
第8章典型常规战斗部对常见工程防护材料的侵彻破坏效应328
8.1概述328
8.2典型常规战斗部对土壤的侵彻破坏效应328
8.2.1经验公式计算值与试验结果的对比分析329
8.2.2典型常规战斗部对土壤侵彻深度的计算公式335
8.3典型常规战斗部对混凝土的侵彻破坏效应336
8.3.1典型破坏现象及分析336
8.3.2现有试验研究成果339
8.3.3经验公式的适用范围347
8.4典型常规战斗部对岩体的侵彻破坏效应348
8.4.1弹体在岩体中侵彻深度的计算公式348
8.4.2对Bernard公式的评述351
8.4.3经验公式计算值与试验值的对比361
8.4.4典型常规战斗部对岩体的侵彻深度366
8.5典型常规战斗部侵彻破坏效应实用计算方法368
8.5.1典型常规战斗部战术技术指标369
8.5.2侵彻深度的实用计算方法369
8.5.3典型常规战斗部对遮弹层侵彻不贯穿厚度计算380
8.6小结382
参考文献382
第9章钢纤维混凝土及金属块石复合材料抗侵彻特性分析385
9.1概述385
9.2混凝土抗冲击性能试验方法385
9.3钢纤维混凝土基本物理力学性能试验研究387
9.3.1钢纤维掺量对材料强度的影响387
9.3.2钢纤维掺量对材料抗冲击韧性的影响388
9.3.3混凝土基体强度对高含量钢纤维混凝土强度的影响391
9.3.4混凝土基体强度对高含量钢纤维混凝土抗冲击韧性的影响392
9.4钢纤维混凝土物理力学性能增强机理分析393
9.5钢纤维混凝土抗冲击韧性对侵彻效应的影响395
9.6钢纤维混凝土抗侵彻性能试验研究398
9.6.1试验环境描述398
9.6.2试验结果及分析398
9.7弹体侵彻钢纤维混凝土深度预估公式401
9.8金属块石复合材料抗侵彻性能试验研究402
9.8.1试验内容402
9.8.2试验结果及分析404
9.9小结408
参考文献409
第10章钢筋混凝土抗侵彻特性分析410
10.1概述410
10.2弹体侵彻钢筋混凝土试验410
10.2.1试验方案410
10.2.2试验结果413
10.3弹体侵彻混凝土和钢筋混凝土的对比分析419
10.3.1弹体侵彻深度与靶板的局部破坏特征419
10.3.2侵彻过程中弹体的运动特性420
10.4弹体侵彻钢筋混凝土分层工程解析模型422
10.4.1卵形弹体侵彻钢筋混凝土介质的球形空腔膨胀模型422
10.4.2钢筋混凝土分层计算分析方法424
10.4.3结果分析425
10.5弹体与钢筋直接作用的工程解析模型427
10.5.1弹体与钢筋的相互作用428
10.5.2不同钢筋分布情况下弹体与钢筋的作用分析430
10.5.3计算结果及分析433
10.6小结447
参考文献448
第11章偏航机理研究450
11.1概述450
11.2弹体撞击异形体所引起的攻角效应451
11.3弹体偏航角与攻角对侵彻的影响453
11.4弹体初始偏转角与攻角对侵彻影响的数值分析456
11.5单发斜入射的跳弹462
11.6小结463
参考文献463
第12章复合遮弹结构抗侵彻效应分析464
12.1概述464
12.2块石混凝土抗侵彻试验研究464
12.2.1块石粒径对侵彻的影响465
12.2.2块石强度对侵彻的影响467
12.2.3块石混凝土中块石体积含量对侵彻的影响469
12.2.4块石混凝土与普通混凝土抗侵彻性能比较471
12.2.5块石遮弹层抗弹体侵彻性能数值模拟分析472
12.3钢球混凝土抗侵彻试验研究477
12.3.1试验概况477
12.3.2试验结果及分析479
12.4钢管栅混凝土抗侵彻试验研究484
12.4.1试验概况484
12.4.2试验结果及分析486
12.5表面异形偏航板混凝土抗侵彻性能分析489
12.5.1表面异形偏航板复合遮弹层抗侵彻性能试验研究490
12.5.2表面异形偏航板复合遮弹层抗侵彻性能数值模拟491
12.6钢板混凝土复合遮弹层抗侵彻性能数值模拟494
12.7典型复合遮弹层抗动能侵彻弹实用设计计算方法498
12.7.1典型复合遮弹层抗侵彻性能综合比较499
12.7.2典型复合遮弹层抗动能侵彻弹实用设计计算方法501
12.8小结502
参考文献504