装药量及炸点深度对反跑道侵爆战斗部毁伤效应影响

为获得侵爆战斗部对机场跑道的毁伤效应,采用数值模拟方法及试验方法研究了装药量及炸点深度与炸坑面积的关系.采用Lagrange算法与SPH算法转换可以实现连续计算侵爆战斗部的侵彻效应和爆炸效应;通过数值模拟、试验分析及线性回归方法得到装药量、炸点深度与炸坑面积之间的关系式.结果表明,装药量对机场跑道毁伤效果的影响显著,装...     

机场跑道内爆炸毁伤效应及工程化函数模型

针对反跑道弹药战斗部对机场跑道内爆毁伤效应评估的需求，为系统开展机场跑道在装药内爆载荷作用下的毁伤效应研究与构建工程函数模型，在量纲分析的基础上开展不同装药质量、不同装药埋深下的机场跑道内爆毁伤实验和数值仿真，探究装药量和装药埋深对机场跑道毁伤形态以及毁伤场参数的影响规律。研究结果表明：装药量一定时，有效毁伤半径R_ed随装药埋深的增加呈先增大、后减小的趋势；装药埋深一定时，毁伤效应参量随装药量的增加而增大；装药量和装药埋深的最适匹配可达到理想的毁伤效果。基于实验与数值仿真研究获得的弹坑形态和裂纹特征与跑道内爆炸作用机理分析，提出将毁伤模式和毁伤场特征参量相结合的评估方法来有效表征多层混凝土介质内爆毁伤效应，采用敞坑、隆起和隐坑3种毁伤模式来描述跑道的破坏形态，采用特征参量弹坑半径R_c、有效毁伤半径R_ed、最大爆腔半径R_ic,以及弹坑深度H定量描述跑道内爆毁伤场区域；结合大量仿真和实验数据拟合得到机场跑道内爆毁伤模式和毁伤场特征参量的工程化函数模型，可对机场跑道内爆毁伤效应进行快速预测。     

炸药装药在机场跑道中爆破效应数值模拟

为研究动能型侵爆弹在机场跑道中静爆破坏效应,采用非线性动力分析程序AUTODYN,对由混凝土面层、卵石层和压实土层构成的机场跑道进行了爆破数值模拟,对比分析了三层跑道爆炸漏斗坑尺寸、靶体各层损伤区域分布、峰值压力等情况,在此基础上,结合已有的试验结果,获得了爆炸破坏效应与影响参数之间的初步规律。分析结果可为弹体设计和跑道毁伤效应评估提供参考。     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模 型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同 速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明, 该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。     

活性射流作用混凝土靶侵彻与爆炸效应研究

为分析活性药型罩配方、炸高对混凝土靶毁伤威力影响规律,开展了活性射流作用混凝土靶侵彻与爆炸联合毁伤效应研究。采用实验和数值模拟相结合的方法,对活性射流作用混凝土靶的典型毁伤模式进行探究,给出了配方与炸高对毁伤效应的影响特性。实验结果表明：活性射流作用下,混凝土靶呈现为显著的锥形爆坑和裂纹毁伤效应;气体产物量较高配方的活性射流对混凝土靶产生更强的毁伤效应;在1倍装药直径炸高下,炸坑直径可达10倍装药直径以上。基于有限元分析软件AUTODYN-3D平台开展了活性射流对混凝土靶侵彻与爆炸行为的数值模拟,揭示了炸高对毁伤效应的影响机理：随着炸高的增大,进入侵坑内部的活性材料随之减少,活性射流对混凝土的侵彻深度呈现先增大、后减小的趋势;当炸高为1倍装药直径时,活性射流动能侵彻与爆炸反应延迟匹配较好,侵彻与爆炸联合毁伤威力较强。数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

反鱼雷鱼雷战斗部对来袭鱼雷爆炸毁伤效应仿真

为了获得反鱼雷鱼雷(ATT)战斗部水中爆炸对来袭鱼雷的毁伤效应,以ANSYS LS-DYNA有限元分析软件为平台,对ATT攻击对象(来袭鱼雷)进行了较为系统的建模,并采用流固耦合算法针对ATT战斗部在不同距离、不同角度下对来袭鱼雷的爆炸毁伤效应进行了仿真计算,得出了ATT战斗部的毁伤半径、来袭鱼雷的毁伤判据以及ATT对来袭鱼雷的毁伤规律.仿真结果表明,在水中爆炸作用下,来袭鱼雷燃料舱段壳体较其他部分壳体更易发生变形或破裂.该研究可为鱼雷的毁伤效应评定及ATT战斗部研究提供参考.     

穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室内爆炸毁伤效应研究

为了研究穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室的毁伤效应,运用有限元软件ANSYS-DYNA进行舱室内爆炸仿真。分析了爆炸载荷作用下主舱和后邻舱舱内流场分布、压力变化及其破坏模式,评估了穿爆战斗部装药对组合舱室的毁伤效果。两级装药爆炸产生的冲击波相互作用,提高了主舱室内的冲击波峰值和准静态压力值,增强了对主舱室的毁伤能力,能够实现对舰艇组合舱室的高效毁伤。研究结果为舰艇组合舱室毁伤评估提供了参考。     

装药埋深对机场跑道爆破效应影响数值模拟

为评估装药埋深对机场跑道爆破毁伤效应的影响,采用非线性动力分析程序对机场跑道进行了爆炸破坏数值模拟,对比分析了不同埋深下爆炸漏斗坑尺寸、爆腔半径、靶体各层损伤区域分布情况,计算表明,存在一个最佳爆深使得爆破漏斗坑体积达到最大值。初步给出了爆炸破坏参数与装药埋深的关系。     

反辐射战斗部对雷达毁伤概率的计算

通过对战斗部威力参数、引信启动规律及导弹制导精度等因素的分析，建立了毁伤概率计算模型，并采用蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法完成了反辐射战斗部对雷达毁伤概率的计算。结果显示了炸高、高低角及圆概率偏差（CEP）是影响反痞射战斗部毁伤概率的敏感因素，为反辐射战斗部的毁伤效率评估提供了依据。     

杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应研究

采用静爆试验与数值仿真的方法,研究了杀爆战斗部破片对厚壁钢管的毁伤效应。根据Tresca准则和厚壁圆筒强度理论,给出了厚壁钢管的失效判据。研究了破片形状、着角、质量、速度等因素对毁伤效果的影响。研究结果表明,杀爆战斗部在厚壁钢管侧方或前方近处爆炸,形成的破片对厚壁钢管有较为明显的破坏效应。所给出的数据及对毁伤规律的分析,对厚壁钢管生存能力的分析和战斗部的设计与改进提供了参考依据。     

基于粒子群优化算法的子母弹最佳抛撒半径选择

子母弹抛撒半径是由产品和射击条件决定的,是评定子母弹打击效果的必要条件.为了使子母弹对目标的打击效果达到最佳,需要确定子母弹最佳抛撒半径.针对子母弹打击机场跑道问题,通过Monte Carlo方法模拟子弹落点并计算机场跑道的失效率.基于粒子群优化算法,对子母弹抛撒半径进行优化求解,使跑道失效率达到最大值.仿真结果表明,粒子群优化算法能够有效的达到或接近全局最优.同时,与遗传算法相比,粒子群优化算法收敛速度更快,精度更高,能够有效的求解子母弹最佳抛撒半径问题.     

高速侵彻体碰撞子母化学弹头有效载荷毁伤效应

为研究碰撞位置对化学子母弹头毁伤效应影响,开展了爆炸成型大质量高速侵彻体碰撞化学子母弹头地面模拟试验。试验结果表明,化学子弹毁伤模式呈现为局部变形（不泄漏）、局部裂孔（部分泄漏）和碎裂摧毁（完全泄漏）3种形式,而且其分布显著受碰撞位置的影响。采用贯穿路径体积重叠法分析发现,子弹摧毁率随碰撞位置偏移量变化呈现复杂的类多阶梯分布,与试验结果相比,二者总体变化趋势相吻合。进一步机理分析认为,高速侵彻体沿贯穿路径对子弹的直接碰撞作用,只是造成子弹摧毁的一个重要因素,蒙皮碎片碰撞、子弹间相互碰撞以及子弹爆裂液体高速喷射等附加力学行为及效应也相当重要,显著提高了对化学子母弹头有效载荷的摧毁作用。     

封锁型子母弹对机场的封锁效能

提出了使用封锁型子母弹对机场跑道进行封锁的概念,并与传统封锁方法进行比较;利用数值模拟法近似求出子弹落点坐标,运用矩阵仿真法算出封锁型子母弹的封锁概率.基于空间封锁概率和时间封锁效率,分析了使用封锁型子母弹的优势.计算结果表明,封锁型子母弹比传统封锁弹药具有更高的封锁效能,并能更有效地维持封锁机场的状态.     

基于母弹弹道诸元误差值的自适应开舱方法

为提高旋转稳定子母弹子弹药的散布精度,提出了一种自适应开舱方法。该方法通过对旋转稳定子母弹飞行过程的动力学分析,建立子弹药全弹道模型,并采用该模型对子弹药落点散布情况进行仿真分析。针对母弹飞行过程中开舱点前某位置处弹道诸元实际值与理论值的误差,通过仿真计算以分析各误差值对子弹药落点散布的影响。结合分析结果提出一种修正开舱点的母弹自适应开舱方案以提高子弹药落点散布精度,并推导出适合旋转稳定子母弹的开舱点修正公式。分析结果表明,使用该方法能将子弹药落点散布的横向密集度提高26.3%,纵向密集度提高53.8%.     

上升扫描式末敏子弹对坦克目标的毁伤效能评估

针对上升扫描式末敏子弹毁伤效能研究较缺乏的问题,提出一种毁伤效能评估的解决方案。通过对上升扫描式末敏子弹的作用过程进行分析,建立上升扫描式末敏子弹的扫描识别模型、起爆命中模型和坦克目标的毁伤模型,形成了上升扫描式末敏子弹毁伤效能评估模型,并给出了采用Monte Carlo法的计算流程。对不同初始扰动、转速、弹目距离和目标速度下上升扫描式末敏子弹的扫描识别概率和命中概率进行计算,对上升扫描式末敏子弹的毁伤效能进行评估,得到毁伤效能与子弹初始扰动、子弹转速、弹目距离和目标速度的变化规律。分析结果表明：扫描识别概率随子弹初始扰动和目标速度的增大而降低、随转速的增加而提高,在初始扰动不大于0.5 rad/s且转速不小于20 r/s时对坦克目标的扫描识别概率大于97.5%;命中概率随弹目距离和目标速度的增大而降低;上升扫描式末敏子弹对不同速度坦克目标的毁伤效能大于70%.     

基于气体发生剂的子弹药气囊抛撒数值模拟研究

针对以气体发生剂为动力源的子弹药气囊抛撒数值模拟问题,采用LS-DYNA有限元软件,建立了以燃气质量流率-时间历程曲线为输入条件的子弹药气囊抛撒任意拉格朗日-欧拉流体与固体耦合计算模型,提出了采用内弹道理论和密闭爆发器试验求解气体发生剂名义燃速方程和燃气质量流率-时间历程曲线的方法。通过对装填不同药量氮气发生剂的典型子弹药气囊抛撒结构数值模拟,得到该抛撒结构下子弹药出舱速度、过载峰值随气体发生剂药量的变化规律,验证了弹箍对子弹药抛撒的促进作用。试验验证结果表明,所建立的数值模拟计算方法能较好地预测子弹药抛撒运动参数。     

单发末修子母弹对机场跑道毁伤能力的评价指标

根据末修子母弹的工作原理及其对机场跑道的毁伤效果,定义了有效毁伤长度的概念,并以此为基础给出了单发末修子母弹对机场跑道毁伤能力的评价指标。该指标的提出对于末修子母弹总体方案设计及系统效能优化具有重要的参考价值。     

传感子弹开伞高度仿真计算

传感子弹开伞高度的不同对其落地状态和落点精度有着很大的影响,为了确定传感子弹开伞高度,在建立伞弹系统弹道模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真平台,对伞弹系统的运动过程进行了仿真计算,计算结果与试验数据吻合较好,之后综合考虑风、装药号数以及射角等各种因素的影响,利用该仿真模型对传感子弹的开伞高度进行了仿真计算,计算结果表明:一号装药开伞高度应选择在175～250m范围内,六号装药开伞高度应选择在150～225m范围内。     

多模式封锁弹对机场跑道封锁效能的分析

文中提出了使用多模式封锁弹对机场跑道进行封锁的概念，并与传统单纯对跑道进行硬毁伤的方法进行比较，利用数值模拟法近似求出子弹落点坐标，运用矩阵仿真法算出多模式封锁弹的封锁概率。还从封锁时间效率的角度分析了多模式封锁弹的优势。