刘坤 作品数:19 被引量:68 H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: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 中国人民解放军总装备部预研基金 更多>> 相关领域: 理学 兵器科学与技术 文化科学 一般工业技术 更多>>
弹头在明胶中的侵彻运动模型研究 吴志林 刘坤 莫根林 李忠新 徐万和弹道明胶动态力学性能试验与本构模型研究 被引量:3 2022年 弹道明胶被广泛用作生物医学和终点弹道中的软组织模拟物,其动态力学特性的准确测试一直是创伤弹道学领域重点关注的话题。为解决明胶材料在动态测试中出现的透射信号微弱、非均匀变形等问题,霍普金森压杆装置选用铝合金压杆搭配半导体应变片,同时采用波形整形技术及薄片试样等手段,开展4℃环境下浓度10%和20%弹道明胶的动态力学性能试验。试验结果表明:明胶的动态力学响应呈非线性,应力-应变曲线由弹性段及3个塑性强化段组成;应力动态增加因子与归一化应变率的对数呈线性关系;考虑应变率效应的多项式本构模型可较好地描述明胶在高应变率下的力学行为。研究成果可为轻武器杀伤元侵彻明胶靶标的数值仿真工作提供支撑。 蒋明飞 许辉 黄陈磊 刘坤 吴志林关键词:霍普金森压杆 动态力学性能 本构模型 “自动武器弹药学”课程思政教学改革的探索与实践——评《自动武器弹药学》 2021年 自动武器弹药学是培养学生各类弹药系统和管射武器的分析、设计以及相关先进理论应用知识的专业性课程,也是培养科研创新型人才的基础性课程。在自动武器弹药学课程的教育教学中积极开展思政理论与实践探索,将自动武器弹药学课程的专业内容与思想政治教育理论相结合。 吴志林 赵灵 李忠新 刘坤关键词:自动武器 基础性课程 思想政治教育理论 弹丸侵彻陶瓷-UHMWPE复合材料靶板分析模型 被引量:2 2013年 该文将弹丸侵彻陶瓷-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料靶板的过程分解为弹丸与陶瓷锥的相互作用和陶瓷锥与复合材料背板的相互作用,并建立了相应的分析模型。假设塑性流动区的应力满足Aleksevskii-Tate公式,通过动量定理得到了弹丸、陶瓷锥的运动方程。假设背板变形后的锥角不变,根据能量守恒建立了背板的运动方程。研究结果表明,由该模型可得到弹丸的侵蚀长度、陶瓷锥对背板的侵彻深度、背板的鼓包半径和鼓包高度,7.62普通弹撞击防弹衣插板的实验值与模型预测值的相对误差小于25%。 莫根林 吴志林 刘坤关键词:超高分子量聚乙烯 分析模型 球形破片侵彻明胶修正力学模型 被引量:15 2012年 为了弥补球形破片侵彻明胶力学模型仅考虑惯性阻力和粘性阻力的局限性,该文在现有模型中引入明胶抗力,得出同时考虑3种阻力的修正模型。以Ф4 mm球形破片为杀伤元,根据最小二乘法原理计算参数,确定了最佳的惯性阻力系数和粘性阻力系数。通过与Ф3mm、Ф4 mm、Ф4.8 mm 3种口径球形破片侵彻明胶试验数据的对比分析,验证了模型参数选取的合理性和准确性。结果表明,修正后的力学模型能够更准确地描述3种口径球形破片侵彻明胶的运动过程。 刘坤 吴志林 徐万和 莫根林关键词:球形破片 球形破片侵彻明胶的瞬时空腔模型 被引量:11 2013年 为研究杀伤元对人体的致伤机理,采用明胶作为人体组织替代物,研究了球形破片侵彻明胶时瞬时空腔的运动规律。采用高速摄影获得了3mm、4mm和4.8mm钢球以650-1000m/s速度侵彻明胶的空腔实验数据。根据弹性变形假设和位移场假设,推导出空腔的运动为正弦运动。利用球形破片在明胶中的运动模型和空腔实验数据,建立了空腔振幅与能量、角频率与能量的经验公式。采用5·2mm钨球以800m/s速度侵彻明胶的实验结果对模型进行验证。 莫根林 吴志林 刘坤关键词:球形破片 冲击压缩下PlatSil®Gel硅胶材料动态力学特性数值模拟 2024年 为研究人体软组织力学特性,选用PlatSil®Gel硅胶为模拟材料进行研究。基于聚合物分离式霍普金森压杆(polymer split Hopkinson pressure bar,PSHPB)实验,结合朱-王-唐(zhu-wang-tang,ZWT)本构模型,借助Fortran语言,利用ABAQUS软件中的VUMAT子程序对硅胶材料粘弹性本构模型进行二次开发;通过3维算例与实验对比,验证本构模型的有效性。结果表明:利用VUMAT子程序开发的有限元模型计算准确,仿真结果与实验结果一致性较好,ZWT本构模型能较好描述硅胶材料在强动载荷作用下的力学响应;该研究成果可拓展有限元软件在生物软组织力学特性研究中的应用,为软组织损伤规律分析提供理论参考。 李爽 蒲伟 张圩 刘亚雷 刘坤关键词:软组织 本构模型 二次开发 弹膛偏移对小口径埋头枪弹挤进动态响应的影响 被引量:5 2022年 为研究弹膛偏移对埋头弹挤进过程动态响应的影响,以小口径埋头枪弹为研究对象,考虑聚合物弹帽与枪管对弹头的共同作用,采用显式动力学方法,耦合经典内弹道方程,建立了动态挤进过程弹-枪相互作用数值仿真模型。分析弹膛偏移量对弹头质心偏量、膛内偏角和挤进阻力的影响,开展了弹帽结构优化设计,利用多参数同步测量技术进行埋头弹姿态和精度试验,验证了设计方案的有效性。研究结果表明,随着弹膛偏移量的增加,弹头挤进结束时质心偏量、膛内偏角和最大挤进阻力均增大,降低了埋头弹-枪系统的精度,影响了系统寿命和安全性,通过优化弹帽结构,可大幅度减小膛内运动质心偏量,改善弹头偏角和最大挤进阻力。研究成果为埋头弹-枪系统设计及优化提供了技术支撑。 许辉 张瑞洁 蒋明飞 刘坤 吴志林关键词:埋头弹 枪弹动态挤进阻力理论与实验研究 被引量:5 2022年 枪弹挤进过程具有非线性、瞬时性等特征,对枪管寿命和射击精度有着重要的影响。为揭示弹-枪相互作用机理,通过理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法,开展枪弹动态挤进阻力模型研究。采用显式动力学有限元方法,借助Abaqus软件模拟枪弹动态挤进过程。利用多参数同步测量技术进行动态挤进实验,验证数值模拟的有效性。基于完全非弹性碰撞假设,考虑弹头材料静态强度、动态变形力和高速运动下摩擦力的作用,结合弹头运动、弹-枪结构参数,构建动态挤进阻力模型,分析影响挤进阻力的关键因素,并与数值模拟进行对比。结果表明,动态挤进阻力先增大后减小,在弹头圆柱部完全嵌入坡膛时达到最大值,弹头挤进速度和挤进过程中的体积变化率为影响动态挤进阻力的关键因素,该模型理论值与数值模拟结果一致性较好,能准确描述弹-枪相互作用过程。研究成果可充实枪弹设计理论,为轻武器系统优化提供理论参考。 许辉 黄陈磊 王希阔 刘坤 李忠新 吴志林关键词:数值模拟 兵器专业课程设计教学和考核方法的研究与探索 2019年 兵器专业的课程设计是培养军工类专业学生综合运用专业基础理论知识,锻炼学生理论联系实际能力的一个重要环节,对培养学生的实践能力、综合能力和创新能力等方面具有重要作用。结合兵器专业课程设计的教学经验和存在的一些问题,提出了改进兵器专业课程设计的教学与考核方法,包括课程设计的选题、组织实施方式、考核方式等方面,逐步提高兵器专业课程设计的教学效果,促进学生在实践能力、综合能力和创新能力等方面得到培养和提高。 李忠新 吴志林 蔡红明 刘坤关键词:课程设计 教学效果