一种带尾翼爆炸成型弹丸的研究

利用LS-DYNA显示动力分析有限元程序,采用流固耦合方法,对带尾翼EFP的形成过程进行数值模拟。结果表明:该装药结构能形成带有8个尾翼的EFP,带尾翼EFP的长径比是EFP长径比的2.23倍,其头部速度比EFP增加了15%。     

一种双模态EFP战斗部的数值仿真

针对同一成型装药形成多模毁伤元问题,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对在药型罩前加装一刻槽圆环形成带尾翼爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)的成型过程进行了数值模拟,结果表明,该装药结构能形成带有8个尾翼的EFP,带尾翼EFP的长径比是EFP长径比的2.75倍,其头部速度比EFP增加了15%,实现了带尾翼大长径比EFP和EFP两种模态的转换。      

多点起爆装药结构参数对尾翼EFP成型的影响

采用LS-DYNA建立三组多点起爆爆炸成型弹丸(EFP)装药数值模型进行计算,系统研究了起爆点数量(N)、起爆环直径(DI)、装药长径比(LC/DC)等结构参数对尾翼EFP成型性能的影响规律。研究结果表明:起爆点数量、起爆环直径、装药长径比对尾翼EFP的速度、长径比和翼径比等基本性能均有显著影响;起爆点的数量N与所形成尾翼的数量相同,N=4时翼径比最大,增加起爆环直径和装药长径比是提高EFP速度和长径比最为有效和直接的途径。对不同曲率半径的等壁厚和变壁厚球缺罩对比分析,结果表明采用变壁厚球缺罩更有利于获得形态良好的尾翼EFP,并且N取4、DI取40 mm、LC/DC取0.8为宜。     

预制破片-EFP双毁伤元聚能装药性能研究

设计了一种可形成尾翼EFP和破片两种毁伤的聚能装药结构,利用LS-DYNA有限元分析软件对比分析选用钨球、钢球、铜球3种材料预制破片所形成双毁伤元威力的影响,并通过试验测试其侵彻性能。结果表明:药型罩下边缘粘附球形破片可形成带尾翼的EFP和具有高初速的破片群;带尾翼EFP的长径比较传统EFP提高30%,并且具有良好的密实性;钢球和药型罩结合的双毁伤元聚能装药形成的破片能量最高,钢球速度比钨球提高125%、比铜球提高10%,试验结果与仿真结果一致,说明仿真结果可靠。     

贴隔板法在尾翼EFP成型中的应用研究

采用LS—DYNA对在药型罩上粘附隔板结构形成带尾翼型爆炸成型弹丸（explosively formed projeetile，EFP）进行三维数值模拟，从药型罩微元压跨速度和压力的角度初步探讨了形成尾翼型EFP的机理，对同一直径的大锥角型、球缺型和弧锥结合型药型罩形成的尾翼型EFP进行了对比分析，三种结构药型罩均能形成较为明显的尾翼，其中大锥角型药型罩得到的EFP速度最高。数值计算结果表明，EFP尾翼数与药型罩上所粘贴的隔板数一致，三种不同结构药型罩上粘贴四个隔板，得到的尾翼数均为四个。通过实验，对贴隔板法形成尾翼EFP做了进一步验证，实验结果与数值模拟结果基本一致。     

形成尾翼爆炸成型弹丸的贴片方法

提出一种可形成尾翼爆炸成型弹丸的贴片方法.对典型的尾翼EFP形成技术进行总结,分析贴片方法形成尾翼EFP的原理和特点.对所设计的EFP战斗部进行成型过程、气动力系数和飞行弹道计算.结果表明,采用贴片方法可以形成尾翼EFP,其基本原理是通过使药型罩周边变形产生周期性有规律的速度差异来实现的,尾翼的数量和贴片的数量相匹配,所设计的尾翼EFP具有较高的飞行稳定性和较小的速度降.     

四点起爆形成带尾翼EFP的试验研究

对四点起爆形成带尾翼EFP的形成机理进行了理论分析,并对四点起爆EFP战斗部方案进行了飞行姿态试验,结果表明通过四点起爆方式能形成带尾翼的EFP,且尾翼直径较明显,能起到稳定EFP飞行姿态的作用。     

准球形EFP成型影响因素的数值模拟

采用非线性动力学程序AUTODYN数值模拟了准球形爆炸成型弹丸(EFP)压垮成型过程,研究了药型罩外曲率半径(R2)和壁厚(h)等结构参数对EFP长径比和速度的影响,并对R2=0.76Dk,h=0.136Dk的EFP进行了脉冲X光摄影实验。结果表明,随着药型罩外曲率半径和壁厚的增大,EFP的长径比逐渐减小,EFP速度逐渐降低;获得了形成准球形EFP的药型罩外曲率半径与壁厚对应关系;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

变壁厚壳体对形成带尾翼EFP的影响

利用ANSYS／LS-DYNA软件对带有变壁厚壳体的爆炸成型弹丸（EFP）形成尾翼的过程进行了数值模拟．得出了不同形状的壳体能形成与之相对应形状尾翼的结论，研究了不同壳体厚度对形成尾翼的影响规律，为设计气动性稳定的带尾翼的EFP提供了简便方法，同时对比分析了钢壳和铝壳对尾翼的影响，采用钢壳能形成较好的尾翼．研究结果可用于设计带尾翼的EFP．     

钽爆炸成型弹丸成型及断裂特性

为预测杆式爆炸成型弹丸(EFP)断裂行为,采用非线性动力学软件LS-DYNA开展纯钽EFP成型过程数值模拟研究.通过数值计算结果分析,获得典型装药结构下钽EFP成型规律,确定密实的杆式EFP成型所需药型罩曲率取值范围,预测小曲率范围内EFP的轴向断裂特性,分析药型罩结构参数对EFP成型的影响规律.研究结果表明:对于纯钽而言,EFP成型形状随药型罩外曲率半径Ro变化较为敏感,当装药长径比l/Dc为1,Ro/Dc∈[1.00,1.13]时,所形成的EFP具有较高密实度,EFP长径比为3.00～4.57;当Ro/Dc>1.13时,EFP长径比明显降低,内部逐渐变空;当Ro/Dc≤1.00时,钽EFP由于长径比过大而发生断裂,药型罩通过采用二维r-adaptive自适应网格的方法可对钽EFP断裂行为进行预测;当Ro/Dc<0.95时,钽EFP将发生轴向断裂,断裂成两部分或者更多部分.为避免EFP发生轴向断裂,Ro/Dc取值最小值为0.95,能够保证钽EFP成型状态为密实的杆式EFP,EFP长径比能达到4.8.     

贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP的数值模拟

带有斜置尾翼的爆炸成型弹丸(EFP)在长炸高条件下具有良好的飞行稳定性.为研究药型罩成型斜置尾翼EFP的方法,设计了一种贴片结构,将其粘在球缺药型罩的内表面,在中心起爆装药的情况下,获得了带有斜置褶皱尾翼的EFP;分析了贴片结构参数对斜置尾翼EFP成型的影响.结果表明,通过增大贴片的豁口张角、豁口内径,适当减小贴片的厚度,可以提高EFP斜置尾翼的斜置角度.     

带尾翼爆炸成型弹丸的新技术

应用在药型罩表面贴附惰性隔板的方法可以研制出尾翼稳定的爆炸成型弹丸(EFP)。回收试验表明,尾翼的数量与隔板的数量相对应,隔板越厚,隔板处药型罩压垮变形与无隔板处变形差异就越大,形成的尾翼较为明显,可以根据尾翼形状和数量要求来设计隔板。     

三点起爆同步误差对尾翼EFP成型性能的影响

针对三点起爆同步误差对尾翼爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响问题,利用LS-DYNA有限元软件,分析了三点起爆同步误差引起的爆轰波不对称碰撞以及药型罩在复合爆轰波作用下的压垮过程,研究了三点起爆同步误差对EFP的尾翼形成及飞行速度的影响。结果表明,三点起爆同步误差造成三叉形高压区和三叉形中心超高压区偏离药型罩中心,使EFP尾翼成型不规则;三点起爆成型装药形成较佳尾翼EFP应满足的最大起爆同步误差为100ns,且尽量使中间起爆点起爆同步误差约为最大同步误差的一半,有利于降低尾翼EFP的水平分速度,提高飞行稳定性。     

爆炸成型弹丸侵彻相似律的数值模拟研究

利用相似理论分析了爆炸成型弹丸侵彻钢靶过程的相似参数,建立了爆炸成型弹丸侵彻钢靶的相似律关系.在此基础上以球缺型爆炸成型弹丸为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA对满足模拟比的爆炸成型弹丸侵彻钢靶的过程进行了数值模拟.数值模拟结果表明,模拟弹与原型弹的成型符合相似律,其对钢靶的侵彻深度也满足模拟比.因此,侵彻相似律在爆炸成型弹丸侵彻研究中是成立的.     

EFP战斗部水下作用特性研究

通过EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的侵彻试验,EFP空气中形成后经水层对水下靶板的穿靶试验, EFP战斗部水中爆炸对水中舰船模拟靶的侵彻试验以及EFP水中运动过程的脉冲X光摄影试验,研究了EFP战斗部水下作用特性.结果表明:EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的1.85倍;EFP空气中形成后经水层对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的10倍;EFP战斗部水中爆炸对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的20倍.水中冲击波和弹道波对EFP在目标靶上的破坏效果有明显增强作用.     

爆炸成型模拟弹丸水中飞行影响因素

为了研究爆炸成型弹丸(EFP)结构参数对其水中飞行特性的影响,利用LS-DYNA有限元分析软件,对不同结构参数下EFP等效模型侵彻水介质进行了数值模拟,获得了弹丸结构参数对EFP水中飞行特性的影响。仿真结果表明:弹丸尾裙长度和实心部厚度对EFP水中速度衰减的影响均呈正相关,其数值越大弹丸水中速度衰减越缓慢,EFP水中质量的损失主要体现在尾裙部分质量的损失; 以不同速度入水的EFP弹丸在速度下降为60%的范围内,其相对速度v_e/v₀衰减具有较好的一致性,当速度衰减超过60%后,入水速度越高则EFP水中速度衰减幅度越大; 弹丸材料密度在EFP水中速度衰减过程中具有重要作用,密度越高则EFP速度衰减和质量损失越缓慢,存速能力越强,密度相近时,弹丸速度和质量变化规律均趋于一致。