药型罩曲率半径对爆炸成型弹丸参数的影响

采用显式有限元程序对爆炸成型弹丸的形成过程进行了数值模拟，模拟的弹丸形状与高速摄影记录的结果非常相似，本文主要分析了EFP装药结构中药型罩曲率半径这一因素对所形成的弹丸参数的影响。结果显示，药型罩曲率半径对爆炸成型弹丸的外形，弹径和弹丸长度有着明显的影响。数值模拟技术可以指导爆炸成型弹丸战斗部的设计和分析，有助于研究EFP形成过程的研究，对进一步展开聚能装药的理论研究也具有一定的指导作用。     

高速杆式弹丸初步研究

根据高速杆式弹丸的特点和经典射流理论分析高速杆式弹丸的成型条件,提出了高速杆式弹丸的设计准则。应用LS-DYNA软件对设计的变球缺罩装药结构进行数值模拟,得到该装药结构下高速杆式弹丸的成型过程和成型机理。通过模拟计算得到了药型罩结构参数和起爆方式对弹丸成型的影响规律,并初步确定药型罩结构参数间的相互关系:药型罩直径D,内径R1=(0.55～0.6)D,外径R2=(0.58～0.62)D,药型罩高度为H=(0.3～0.35)D,半锥角α=82°～86°。     

形成尾翼爆炸成型弹丸的一种新方法

提出了形成尾翼爆炸成型弹丸的一种新方法,并用数值模拟手段验证了该方法。建立了数值计算模型,以正六边形罩 EFP 装药结构为例,展示了正多边形罩形成尾翼爆炸成型弹丸的过程。利用数值计算的结果分析了正多边形罩形成尾翼弹丸的机理。数值模拟结果及其分析表明:文中提出的方法可用于形成尾翼爆炸成型弹丸,且弹丸性能较优。     

结构参数对爆炸成型弹丸性能影响的研究

为研究聚能装药结构参数对爆炸成型弹丸性能的影响,利用三维动力有限元程序,对爆炸成型弹丸形成过程进行了数值模拟,研究了装药长径比、装药密度、药型罩材料、起爆方式以及壳体厚度对爆炸成型弹丸性能的影响规律。根据研究结果,设计了一种较优化的聚能装药,并进行了聚能装药侵彻混凝土靶板实验。实验结果表明,设计的EFP聚能装药对混凝土靶板有较好的开坑效果,开坑孔径和孔深分别接近装药口径的0.6倍和6.4倍。     

排布角对新型组合式MEFP战斗部影响研究

为提升弹药战斗部的毁伤效能,设计了一种新型组合式多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部,将战斗部的成型模块分为3圈,对各圈装药进行了编号;数值模拟分析了排布角对MEFP速度、成型形貌和飞散角的影响规律。研究表明:随着排布角的增加,2号装药形成的EFP弹丸轴向速度、长径比、尾裙差均减小,而径向速度和飞散角逐渐增大;3号装药形成的EFP弹丸轴向速度、径向速度、长径比、尾裙差和飞散角均逐渐减小;4号装药形成的EFP弹丸轴向速度、径向速度、长径比逐渐减小,而尾裙差和飞散角逐渐增大。当排布角为15°时,形成的EFP虽然轴向速度、径向速度小于其他结构,但是在形成的EFP形貌和飞散角方面有较大的优势。     

组合式成型装药数值模拟与分析

基于爆炸成型弹丸(EFP)和环形侵彻体的特点,提出了一种能够同时形成两种毁伤元素的装药结构。利用ANSYS/LS-DYNA软件对该结构进行了数值模拟,并对其主要影响因素进行了对比分析。研究结果表明:当中间药型罩材料密度大于环形药型罩材料密度时,能够使环形侵彻体的速度大于中间EFP的速度;当偏移量d为2mm时,环形侵彻体头部偏转角θ几乎为0°,其形态较好,侵彻能力较强。研究结果可为成型装药结构的研究提供一种新的参考。     

读者之声

江苏省连云港市读者陶冶问: 什么是爆炸成型弹丸? 爆炸成型弹丸又称自锻破片,是由空心装药结构逐渐发展而成的一种新型战斗部装药结构。它既保留了空心装药结构的特征,同时又吸取了穿甲弹的某些特点,从而构成一种全新概念的反装甲战斗部。爆炸成型弹丸战斗部结构上的最大特点是在战斗部装药前端采用一个大锥角(通常在140°左右)     

某双模战斗部成型装药船尾结构优化设计

以Φ100mm 口径成型装药为基础,分析成型装药船尾结构对爆炸成型弹丸(EFP)与聚能杆式侵彻体(JPC) 两模毁伤元匹配的影响关系,实现对该双模战斗部成型装药船尾结构的优化设计。根据双模战斗部成型装药研究基 础,在确定5 个基本结构参数的基础上,对船尾结构变化及其毁伤元成形规律进行研究。运用AUTODYN 软件对不 同船尾结构成型装药仿真分析,获得2 种毁伤元的成形参数与形态,对比分析结果得到船尾结构对双模毁伤元的影 响规律和船尾结构优化值,为双模战斗部大锥角成型装药的船尾结构设计提供参考。     

串联聚能装药隔爆结构设计数值模拟和实验研究

为了解决在大块度障碍物上快速开孔且孔深和孔径优化匹配的难题,提出一种前后两级均为爆炸成型弹丸（EFP）装药的新型串联聚能装药结构。利用有限元软件,分析隔爆结构对串联EFP装药侵彻能力的影响为了解决在大块度障碍物上快速开孔且孔深和孔径优化匹配的难题,提出一种前后两级均为爆炸成型弹丸（EFP）装药的新型串联聚能装药结构。利用有限元软件,分析隔爆结构对串联EFP装药侵彻能力的影响进行相应的串联EFP装药侵彻45_#钢靶实验。实验结果表明:隔爆体形状对串联EFP后级装药侵彻能力有重大影响,优化后的串联EFP后级装药整体侵彻深度和后级侵彻深度分别提高了23%和35%,大大改善了串联EFP后级装药的利用效率。     

爆炸成型模拟弹丸对水介质侵彻的数值仿真

应用大型有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA，对爆炸成型模拟钢弹丸侵彻水介质进行了数值仿真计算，分析了形状和人水速度对弹丸侵彻性能的影响。给出了弹丸水中运动速度衰减规律，为下一步设计能形成较好水下弹道特性和侵彻效果的鱼雷战斗部装药结构提供参考。     

阶梯式旋转EFP成形机理的数值研究

应用阶梯式药型罩对称凹凸结构的方法研究出一种旋转稳定而且带倾斜尾翼的EFP,利用TG建立三维有限元模型,采用非线性动力分析软件,分别对大锥角和球缺两种形式的阶梯药型罩成形情况进行模拟,最后通过对形成弹丸的外形及速度进行了分析,得出阶梯式药型罩有利于成型弹丸的飞行稳定,而且球缺罩成型情况要优于锥角罩。     

装药长径比对聚能杆式侵彻体成型的影响

运用LS-DYNA仿真软件模拟了聚能杆式侵彻体的成型,并通过X光成像试验进行了验证,试验结果与数值模拟结果吻合较好.分别研究了同一时刻、同一炸高及断裂时刻,不同装药长径比聚能杆式侵彻体的成型情况,找出了获得较佳聚能杆式侵彻体的装药长径比为0.9～1.2.研究结果表明,当装药长径比超过1.2,再增加装药长径比对聚能杆式侵彻体头部速度影响很小;装药长径比大于0.9以后聚能杆式侵彻体的飞行稳定性较佳.     

环形及线形聚能装药侵彻体对长杆式穿甲弹穿甲过程干扰的试验和数值模拟

为进一步提高聚能型爆炸反应装甲防护性能,增强坦克在战场上的生存能力,设计一种以环形聚能装药结构为基本结构的新型爆炸反应装甲,来拦截高速长杆式穿甲弹（简称长杆弹）。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对环形爆炸成型结构干扰钨合金长杆弹穿甲过程进行数值模拟,分析了环形爆炸成型侵彻体成型过程及干扰长杆弹穿甲过程机理。在相同条件下,与线形爆炸侵彻体干扰长杆弹穿甲过程进行了对比。结果表明：环形聚能装药结构爆炸成型侵彻体具备更高的防御性能,长杆弹有效侵彻深度与线形装药结构相比降低32.5%,弹坑长度增加10.4%,且在环形爆炸侵彻体干扰下长杆弹弹杆断裂、偏航;模拟结果与试验结果吻合良好。     

双层椭圆形药型罩装药射流成形时长短轴比、铝铜铁三种材料的声阻抗和罩间距三因素正交设计研究

为获得双层椭圆形空心药型罩最佳结构参数,在利用AUTODYN软件对不同方案进行数值模拟分析的基础上,以炸高为2倍口径,射流头部速度和射流断裂前最大长度为考察指标,对影响射流成型的长短轴比、铝铜铁3种材料的声阻抗和罩间距3种结构参数进行设计。结果表明：在这3个因素中,各因素对射流速度影响由主至次的顺序是罩材料声阻抗、长短轴比、罩间距;对射流长度影响由主至次的顺序是长短轴比、罩间距、罩材料声阻抗。外罩材料为声阻抗值较小的铝、长短轴比为1．8、罩间距为2 mm时,双层椭圆形空心药型罩所形成的射流性能最优。     

应用数值模拟和灰色理论计算分析聚能装药参数对聚能侵彻体成型性的影响

通过数值模拟研究了药型罩及装药参数对聚能射流成型性能的影响,在此基础上,运用灰关联理论对影响侵彻体性能的各个参数的灰关联度进行了分析。结果表明,药型罩高度、壁厚、锥角、装药高度是影响侵彻体成型性能的主要因素,改变药型罩高度可以实现对侵彻体成型性的控制,药型罩壁厚对侵彻体最后成型产生较大影响,药型罩锥角可以有效控制侵彻体头部和尾部速度差,灰关联分析结果可以作为药型罩设计中优先考虑的重要参数。     

多爆炸成形弹丸引爆带壳装药数值模拟研究

利用LS-DYNA有限元数值计算软件,对多爆炸成形弹丸(MEFP)战斗部冲击引爆带壳装药过程进行了模拟研究,对比分析了中心点、环形和平面3种起爆方式对MEFP的影响。相比中心点起爆,平面起爆时中心弹丸速度提高27.8%,动能提高87.5%;环形起爆下,中心弹丸速度提升24.6%,动能提升77.5%。3种起爆方式均能实现对带壳装药的冲击起爆,表明基于MEFP销毁带壳装药方法可行。相对于点起爆、环形起爆方式,采用平面起爆方式时弹丸发散角最小,弹丸束密集程度最高,利于提升未爆弹引爆率。     

爆炸成型弹丸成型过程中的断裂数值模拟及机理分析

为研究爆炸成型弹丸(EFP)轴向断裂机理,采用有限元分析软件LS-DYNA,引入Johnson-Cook失效模型及自适应算法,对典型EFP装药结构不同外曲率球缺形药型罩OFHC铜EFP成型过程中的断裂进行数值模拟,并通过实验进行验证。采用应力波理论分析了长杆形EFP轴向断裂机理并确定了速度梯度断裂临界值。研究结果表明:基于Johnson-Cook失效模型及自适应算法,采用LS-DYNA软件可较好地模拟EFP成型过程中的断裂现象;对于特定EFP装药结构的球缺形药型罩,存在药型罩曲率临界值使长杆形EFP发生轴向断裂;应力波理论计算所得速度临界值(60~83 m/s)与数值模拟所得EFP速度梯度断裂临界值(76 m/s)吻合较好。该研究结果对OFHC铜EFP的设计具有参考意义,理论分析方法可应用于确定长杆形EFP的速度梯度断裂临界值,并为新材料在EFP药型罩中的应用提供参考。     

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。     

基于对混凝土侵彻孔径要求的聚能装药设计

文中给出了串联战斗部前后级匹配设计方法.根据破/爆型串联战斗部作用原理,为了使后级子弹可靠随进,前级聚能装药穿孔保持为圆柱形孔为好.文中根据能量守恒原理及侵彻孔径公式,推导了获得圆柱形穿孔的射流直径与速度的关系.借助数值计算手段进行了前级聚能装药的优化设计,并通过了试验验证.