基于ALE方法的预制破片战斗部数值研究

为了研究杀伤破片场的分布规律,采用ALE方法对预制破片战斗部在空气中的爆炸效应进行了数值研究。建立单层离散破片的战斗部有限元模型,对压力场的分布规律、破片的飞散特性进行了数值计算,并根据模拟结果拟合了破片的分布密度函数。计算结果与实验结果一致性很好,表明:采用该方法模拟预制破片战斗部的破片飞散过程具合理性和有效性。     

预制破片初速和飞散角的数值模拟

为了获得预制破片战斗部破片的飞散规律,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对某底凹预制破片弹壳体的膨胀和预制破片的飞散过程进行了数值模拟,得到了预制破片初速和飞散方向角沿弹轴分布曲线,其结果与经验公式计算结果具有较好的一致性.     

预制破片战斗部试验与数值模拟研究

利用有限元分析软件，对预制破片战斗部的破片初速、飞散角等参数进行了数值模拟研究，与试验结果符合较好，表明战斗部的设计满足战术要求．模拟结果可信。程序中对预制破片采用刚性材料模型是合理可行的。通过模型假设，对整体破片初速进行了理论计算，并与试验和模拟值进行了比较。     

曲率半径对聚焦战斗部影响的数值仿真

针对侧表面曲率半径对破片聚焦战斗部飞散规律的影响,对不同曲率半径的预制破片聚焦战斗部的形成 及飞散过程进行数值模拟。应用数值模拟的方式,构建聚焦战斗部有限元模型,给出了不同曲率半径下预制破片形 成聚焦带的过程,通过破片飞散分布及速度分析,找出曲率半径对破片速度、破片密集度的影响规律。仿真结果表 明：侧表面曲率半径越大则破片初速越大,破片密集度降低;随着曲率半径的增大,破片速度的增长率逐渐减小。 该计算结果可为预制式聚焦战斗部的设计提供参考。     

可变形战斗部破片增益研究

通过试验得到可变形战斗部破片飞散分布规律,运用LS-DYNA对可变形战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行数值模拟,得到与试验吻合较好的结果;对相同结构口径的偏心起爆战斗部、周向均匀战斗部的爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在给定破片飞散角度内可变形战斗部整体性能优于偏心起爆战斗部。     

圆弧杆球交错组合破片战斗部破片飞散特性数值模拟

为了进一步提高战斗部的毁伤能力,进而比较了同一战斗部上相同体积的两种形状的破片,运用AN-SYS/LS-DYNA对该战斗部进行了飞散特性数值模拟.分析了交错排列和不同形状对战斗部爆炸破片的速率以及破片形成空间状态的影响.模拟结果表明:圆弧杆破片的平均速率最大,球破片平均速率最小;在任一时刻破片飞散,整体表现均为预制破片球形成的“体”杀伤和圆心角为30°的圆弧杆形成的“体”杀伤组合成的复合“体”杀伤,模拟结果可为战斗部的设计提供了有益的参考.     

末敏弹EFP战斗部增强破片杀伤作用研究

针对末敏弹对有生目标杀伤能力弱的问题,基于EFP战斗部结构,提出了一种轴向EFP药型罩结构并且周向装填预制破片的战斗部结构布局.利用仿真软件对EFP的成型与预制破片的飞散进行了数值模拟.仿真结果表明,周向装填预制破片对EFP的成型没有影响,而且预制破片的速度与分布较好.因此,周向装填预制破片可以增强末敏弹对软目标杀伤能力.     

圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究

为获得更精确的预制破片初速计算模型及破片变形与内衬层破裂半径对初速的影响规律,进行一种圆柱形预制破片爆炸驱动仿真研究。通过分析预制破片战斗部的爆炸驱动过程,建立考虑内衬层破裂半径及破片变形量的预制破片理论初速计算模型,利用非线性动力学分析软件AUTODYN,采用Johnson-Cook本构模型和流固耦合算法,对圆柱形预制破片的爆炸驱动进行了仿真研究。仿真结果表明：随着内衬层厚度的增加,内衬层破裂半径增大,圆柱形预制破片的变形量减少。钢制破片及修正后的钨合金破片的理论初速与仿真结果吻合较好,验证了计算模型的正确性。该研究结果对预制破片战斗部的设计具有一定的参考意义。     

反击弹破片飞散特性研究

为使模拟弹爆炸驱动后形成大小均匀、飞散合理的破片群,对模拟弹弹体采用预制破片技术。利用LS-DYNA有限元计算程序和破片初速经验理论公式,得到破片飞散的初速、破片沿着轴向的速度分布和破片向前、向后的飞散角度,并设计模拟弹进行靶场试验验证。结果表明:数值模拟结果与试验结果近似一致,且采用预制破片技术对弹体改性后形成的破片较均匀。     

预制破片战斗部对空中目标的动态毁伤威力仿真

为有效评估预制破片战斗部的毁伤效能,文中针对空中目标进行了动态毁伤威力研究。根据预制破片战斗部的结构特点,从爆炸瞬间的运动初始状态出发,建立了破片群的空间运动模型,并基于Matlab仿真得到了确定时刻对应的破片群空间分布规律及其相应的破片状态。结果表明,在总质量一定的前提下,Ф5mm的预制破片的装填数量多,爆炸初速和动态飞散角大,并且在15ms后飞行距离较远。仿真结果可以为该型预制破片战斗部的总体优化提供理论依据。     

战术导弹战斗部安全性评估方法研究

针对战术导弹战斗部在意外激源下的安全性问题,结合数值模拟、安全阈值判据与典型试验验证手段,提出了一种战术导弹战斗部安全性综合评估方法。首先,利用有限元软件计算战斗部在不同工况条件下响应特性。其次,开展含能材料冲击加载试验,获取含能材料安全阈值,评估结构响应数值模拟结果。最后,通过典型工况下的试验对战斗部安全性进行评估验证。采用该综合评估方法对某型战斗部12 m跌落工况进行了安全性评估及试验验证,两者结果吻合较好,证明了该评估方法的可行性。     

破片发生器爆轰驱动数值模拟

利用ANSYS／LSDYNA软件对一定向破片战斗部试验件进行了二维和三维数值模拟，获得了破片速度、飞散角分布和定向战斗部对破片的爆轰驱动过程的物理图象，计算结果和试验结果具有良好的一致性。     

杆条与起爆点装配关系对其飞散过程的影响

介绍了可控离散杆战斗部的工作原理,建立了可控离散杆战斗部的数学模型,利用LS-DYNA进行数值仿真,研究了杆条与起爆点之间的装配关系对杆条飞散过程的影响大小,并通过试验对比,验证了仿真结果的合理性,对可控离散杆战斗部的设计技术具有一定的借鉴作用。     

鱼雷头部形状对入水影响的数值模拟研究

空投鱼雷的头部形状不仅影响其在空中和入水后的弹道,而且所受到的入水冲击载荷有很大的差别.为了研究鱼雷头部形状对入水的影响作用,文中利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟技术建立了鱼雷入水的有限元模型,并通过对三种不同头部形状的鱼雷入水过程的数值模拟,得到了不同头型的鱼雷垂直入水的压力响应曲线和速度响应曲线,在进行比较分析后讨论了头部形状对入水的影响规律.     

导弹目标在可变形战斗部作用下毁伤特性的数值仿真研究

基于强度等效法对导弹目标各个关键部件建立等效模型,通过对可变形战斗部的一体化作用过程进行数值仿真,得到了目标在可变形战斗部作用下的毁伤图像.结果表明,可变形战斗部在目标方向的破片密度增益比较明显,能对目标造成严重毁伤;在自然破片和预制破片共同作用下,目标各部件发生不同程度的变形,对于等效壳体较薄的制导舱和发动机舱段,壳体变形较为严重.     

基于射击线和粒子系统技术在定向战斗部威力仿真中的应用

为了能够直观地描述破片的形成及其毁伤作用等过程的特性,设计一种定向战斗部威力可视化仿真平台.根据轴向增强型定向战斗部毁伤场所呈现的具体特征,创建了以射击线、粒子系统技术为基础的轴向增强型定向战斗部威力仿真模型,以该技术为核心开发了定向战斗部威力可视化仿真平台.仿真平台运行结果表明:该技术可较好描述定向毁伤元的形成、运动和命中等过程特性,能够形象直观地给出弹目作用过程,可为定向战斗部威力优化设计提供参考.     

一种组合药型罩聚能战斗部

现随着现代舰船抗爆炸冲击能力的日趋增强,必须大幅提高鱼雷战斗部威力才能有效打击敌方舰船,为此设想了一种组合药型罩聚能战斗部应用于新型鱼雷.设计了聚能战斗部的结构,分析了其作用机理,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行了数值仿真计算,得到了其侵彻单层靶板的应力云图.仿真结果表明,该组合药型罩战斗部能利用前级聚能射流为后续爆炸成型射弹(EFP)弹丸随进破坏提供运动空间,对目标的破坏效应明显强于普通聚能战斗部.该研究结果可为新型高效鱼雷战斗部设计提供参考.     

预制破片杀伤威力影响因素分析

文中分析了影响预制破片杀伤威力的诸因素．破片初速、单个破片的大小和形状、弹丸的炸高、落角、落速等．解算使得杀伤面积达到最大值的条件，为弹丸的优化设计提供理论上的依据。     

爆炸冲击过载对随进子弹影响的仿真与分析

采用非线性动力分析软件Autodyn对装有随进子弹攻坚战斗部的飞行及爆炸过程进行了仿真计算,模拟了攻坚战斗部从着靶爆炸到子弹随进的初期过程,并着重对战斗部爆炸后产生的过载对随进子弹的飞行速度、飞行姿态、结构强度等状态的影响进行了仿真计算。得到了关于随进子弹在受过载作用前后的状态数据,并将仿真结果与某型号研制试验结果进行了比对分析。