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低附带毁伤弹药是一种具有较低附带毁伤效应的武器,其技术方案常采用碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic CFRP)作为弹药壳体,与之相关的科学问题主要包括典型CFRP材料与中厚壁圆筒结构在发射和高速侵彻等强动载下的动力学行为,CFRP壳体弹药威力特征与目标的耦合效应等。本文采用实验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法,研究典型CFRP材料与中厚壁圆筒结构的动力学行为及其低附带毁伤(Low Collateral Damage LCD效应,获得的主要成果及结论如下:(1)对5种对称铺层CFRP材料进行了不同应变率下的单轴压缩实验,得到了铺层角和应变率对材料抗压强度、失效模式的影响规律;在ZWT方程中引入损伤变量,建立了含有损伤变量的粘弹性本构方程,该方程可描述CFRP材料在不同应变率下的压缩应力-应变关系。(2)对不同结构的CFRP中厚壁圆筒进行了不同冲击速度和加载方式下的轴向压缩试验,获得了圆筒长径比、加载速率和端部加强方式等因素对圆筒在压缩过程中轴向载荷峰值和失效特征的影响规律;采用内外嵌套的双层壳数值计算模型,对圆筒轴向冲击压缩下的三种失效模式进行了模拟,计算结果与实验数据进行了对比,验证了数值计算模型的可靠性。(3)设计了CFRP复合材料弹体,对素混凝土靶标进行了侵彻试验,验证了所设计弹体在侵彻条件下的结构强度;采用数值模拟方法研究了该弹体的侵彻性能。(4)基于纤维复合材料网格理论,建立了复合材料壳体弹药内装金属粉末的初速计算模型和钨合金颗粒对肥皂靶侵彻深度预测模型,试验验证了计算模型的可靠性;分析了爆炸驱动下0.2mm~0.7mm钨合金金属粉末在空气中的速度变化规律和空间密度分布特征,初步提出了低附带战斗部毁伤效应评价方法,通过2m处的颗粒密度分布试验验证了理论分析的正确性。(5)进行了无壳、CFRP壳体、钢壳以及装填0.2mm~0.5mm和0.3mm~0.7mm两种粒度钨合金金属粉末模拟弹体的静爆试验,获得了不同条件下压力场的分布特征以及钨粉对肥皂靶的毁伤特征,得到低附带战斗部可通过控制壳体和嵌层重金属颗粒的几何设计,实现低附带战斗部的毁伤可控设计。