不同锥角和楔角对锥形和线形聚能装药射流的影响

文中阐述了锥形和线形聚能装药各自射流形成的机理，运用有限元软件Lsdyna 2D，对锥形聚能装药和线形聚能装药的射流形成过程进行了模拟．比较说明了两种装药结构形成射流和杵体的不同。并且通过改变锥角和楔角来研究它们对射流的影响，结果显示锥形罩锥角和线形罩楔角对射流形状及速度有着重要的影响。     

紧凑型聚能装药结构对侵彻体成型的影响

为研究紧凑型聚能装药结构对侵彻体成型的影响,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对不同结构参数药型罩的射流成型进行数值分析。结果表明:当药型罩高小于30 mm,不同装药结构均形成具有一定速度梯度的聚能侵彻体,球缺型罩装药形成的侵彻体尾部杵体小、质量分布均匀、能量利用率高,性能更好;当罩高大于40 mm,不同药型罩装药形成长径比较大的射流,锥形罩形成的射流杵体小、连续性好、能量利用率高,性能更好。     

射流形成过程数值模拟计算的实验考核

利用数值模拟方法对锥形药型罩的聚能装药射流形成过程进行了计算,并用实验结果加以考核,计算结果显示：炸药爆轰、药型罩压垮及射流形成过程的物理图象清晰．射流形成过程中速度分布和质量分布与实测结果吻合较好。实践表明,采用数值模拟进行战斗部的研制或研究可以节省人力物力财力,是值得推广的一种研究方法。     

线型聚能射流形成过程的数值模拟

本文利用三维有限元程序对线型聚能射流的形成过程进行数值模拟，分析了线型聚能装药的射流及其杵体的速度、密度等参数的分布特性，并对射流和杵体在飞行过程中的断裂现象进行了分析讨论。这对进一步展开对线型聚能装药的理论研究具有一定的指导作用。     

半球形药形罩空心装药的特性

最近十年来，人们在研究和发展球形药形罩空心装药方面产生了极大的兴趣。这是因为它们在特种弹药的实际应用中提高了弹药性能。本报告提供的是半球形药形罩空心装药的特性测试。概要地说明了射流形成的过程，给出了典型射流特性作为装药几何形状的函数，叙述了药形罩材料的作用。另外，还研究了炸轰波形成器和各种炸药的影响。这种空心装药的重要特点是药形罩形成的杵体弹丸有高的终点弹道效应，这一点对于应用来说是很重要的。     

多层药型罩在闭合点处的射流形成模型

为了确定多层药型罩各层金属在射流和杵体中的分布,建立了分析模型,研究包含不同物质的多层药型罩在轴线上形成杵体和射流的过程.模型假设在闭合点处各层金属入流速度相等,压垮角相同.利用Bernoulli方程、质量守恒和动量守恒原理,确定了出流的成分和出流的厚度.研究表明压垮角是决定某一层金属能否成为射流或者杵体的重要因素之一,给出了每一层金属可能被分开的压垮角范围.分析模型与数值仿真结果吻合较好.     

线性圆缺罩成型装药的试验研究

文中对线性圆缺罩成形装药进行了试验研究及理论分析.与V形罩成形装药相比,圆缺罩在爆轰产物作用下的压垮过程中对称面上的微元同时向下翻转,不发生相互碰撞,能够形成与射流刀不同的线性EFP.采用线性圆缺罩,形成的线性EFP可以在十几倍装药口径的炸高条件下不撕裂.在5倍罩口径炸高下,切割深度可以达到1.33倍的口径.     

隔板对聚能射流性能影响的数值模拟

为研究隔板对聚能装药中爆轰波形和射流形成的影响,应用LS-DYNA有限元程序,采用ALE方法对某带隔板聚能装药射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与试验结果进行了比较。计算结果表明,隔板可将球面爆轰波形转变为凹锥形爆轰波,使爆轰波相对于药型罩母线的入射角减小;当隔板厚度不变,存在着最佳隔板直径,小于最佳直径时射流头部速度随隔板直径的增加而增加,反之则会降低;双截锥形隔板可使爆轰波与罩母线的夹角减小到12°,射流头部速度比无隔板时提高了约18%。     

聚能装药金属射流在天线中的应用研究

瞬态小型化天线是天线技术研究的热点。针对聚能金属射流在小型化天线上的应用问题,采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,以装药直径为50 mm锥形聚能装药为研究对象,进行了聚能金属射流天线形成偶极子天线理论分析。利用有限元软件LS-DYNA,对装药结构、炸药材质形成的聚能金属射流天线适用性开展数值仿真研究。研究结果表明：聚能装药形成的金属射流天线满足瞬态小型化特点,具有与波长匹配的长度、连续性和良好接口;聚能金属射流作为电磁脉冲辐射天线使用时需要具有一定长度和杵体,射流直径和杵体直径有过渡且杵体变化较小,可获得较大增益,金属射流在未完全成型时输入阻抗最小;小锥角罩形成的金属射流更能满足天线要求;药型罩厚度为2.1~2.3 mm时,形成的金属射流天线长度最大,存在一个辐射频率极值;B炸药装药形成射流天线的速度大于JH-2炸药和梯恩梯炸药,且B炸药装药爆炸产生金属射流的断裂时间最佳,最大杵体半径适中,断裂时可用天线长度最长,作为天线应用时可辐射的频率范围最大,更适合作为聚能金属射流天线使用。     

罩顶药高影响药型罩的射流转化特性

为了给射流形成机理的深入分析及高效聚能装药结构的研究提供参考,基于分段药型罩形成射流时的杵体水回收实验,应用非线性动力学有限元软件LS-DYNA及动态示踪点处理方法研究药型罩形成射流时的材料分配关系.在数值模拟与实验结果对比有较好一致性的前提下,重点研究了无壳装药结构罩顶药高对锥形药型罩形成射流时的材料分配规律.结果表明,罩顶药高在0.2～2.0倍装药直径范围内时,等壁厚锥形药型罩形成射流时的材料分配规律均为自顶向底成指数分布.装药高度增加时,药型罩壁厚方向有更多比例的材料形成射流,而在轴向方向的材料比例不受影响.罩顶药高大于1.6倍装药直径时,射流转化率及对钢靶板穿深增幅均不明显.     

聚能装药破甲弹药型罩压垮过程的数学模型

给出了描述药型罩分两阶段压垮的数学模型,该过程包含冲击波及气体动力学作用阶段.根据作用于药型罩的爆轰产物运动规律可以确定射流初始的运动学参数.实践表明这一模型对聚能装药结构的设计具有指导作用.     

用聚能装药多层药型罩提高流速度的研究

对聚能装药多层药型罩的特性进行了理论分析，并对铜铝双层罩所形成的射流进行了Ｘ光测试，结果表明，其射流头部速度及速度梯度均优于单铜罩，是提高聚能射流速度的一种有效技术途径。     

2008年第3期封面

为了更好地研究柱锥结合罩射流成型过程，采用300 kV脉冲X光机试验研究了柱锥结合罩弹射流形成过程，并进行了数值模拟对比分析。共进行九发子弹爆炸试验，得到18幅不同时刻的射流照片。研究了射流头部速度、射流长度时程曲线等变化规律。研究结果表明： 柱锥结合罩圆柱部分仅仅形成低速杵体，对破甲子弹射流质量和速度的贡献很小；受“激波效应”影响，射流头部速度（6738 m·s^-1）小于数值模拟值(6824 m·s^-1)。     

柱锥结合罩射流成型过程试验研究

为了更好地研究柱锥结合罩射流成型过程,采用300 kV脉冲X光机试验研究了柱锥结合罩弹射流形成过程,并进行了数值模拟对比分析.共进行九发子弹爆炸试验,得到18幅不同时刻的射流照片.研究了射流头部速度、射流长度时程曲线等变化规律.研究结果表明: 柱锥结合罩圆柱部分仅仅形成低速杵体,对破甲子弹射流质量和速度的贡献很小; 受"激波效应"影响,射流头部速度(6738 m·s-1)小于数值模拟值(6824 m·s-1).     

聚能杆式射流侵彻混凝土和岩石靶体试验与数值模拟

为研究聚能杆式射流成型及其对混凝土和岩石靶体的侵彻破坏特性，分别开展了大隔板聚能装药射流成型X光试验及侵彻混凝土和岩石靶试验。同时，利用ANSYS/AUTODYN有限元软件，针对大隔板聚能装药爆轰波演化过程、杆式射流成型及侵彻混凝土和岩石过程进行了数值模拟，结合试验结果分析了聚能杆式射流对混凝土和岩石靶体的侵彻毁伤特性。研究结果表明：大隔板聚能装药炸药采用Lee-Tarver状态方程能够较为准确的描述爆轰波的传播过程，射流参数（侵彻体长度、射流长度、射流头部速度和射流直径）与试验相比最大误差为12.8%。大隔板聚能装药起爆后可形成大长径比的杆式射流，侵彻后的混凝土和岩石靶中均有明显的开坑区，但侵彻混凝土过程中扩孔作用不明显。其中，侵彻试验中混凝土靶形成的侵彻深度和侵彻孔径相较于岩石靶分别提高了46.7%和48.1%，而岩石靶表面破坏程度和开坑区域均大于混凝土靶。与混凝土靶相比，由于射流侵彻岩石靶过程中裂纹的不断扩展，形成的裂纹长度和宽度均大于混凝土靶，因此靶体损伤范围较大，内部破坏严重。     

聚能装药射流的发散性

多年以来人们就知道：一些聚能装药结构产生一种径向膨胀的射流，此特征称之为射流的发散性。发散性大大地降低射流的穿透能力。实验证明，发散性与材料的音速有关。本文指出：径向膨胀是由于从压垮区来的喷射物排出时射流的状况引起的。在与压垮区相毗连的一个小范围，射流的轴向速度将产生突增。如果在此范围内，一些点的流动是超音速的（与压垮点的参照系有关），射流的径向膨胀将发生；如果在此区域内流动是亚音速的，径向膨胀将不发生。必须指出：对弹塑性物体而言，相关音速是低压下纵向音速。发散性并非人们以往研究假定的那样，是由于碰撞生成的激波所形成。     

用聚能装药多层药型罩提高射流速度的研究

对聚能装药多层药型罩的特性进行了理论分析，并对铜铝双层罩所形成的射流进行了Ｘ光测试，结果表明，其射流头部速度及速度梯度均优于单铜罩，是提高聚能射流速度的一种有效技术途径。     

带隔板装药的杆式射流成型试验及侵彻特性分析

带隔板偏心的亚半球罩装药可形成杆式射流,为研究其成型及侵彻特性,以等质量原则设计了3种偏心的亚半球药型罩,开展杆式射流成型的X光试验及静破甲试验,对比不同变壁厚方式偏心亚半球罩杆式射流的成型形态及侵彻能力,找出了形成最佳杆式射流的药型罩变壁厚。研究结果表明,罩顶和罩口厚、中间薄形状形成杆式射流的杵体小,成型效果最佳,侵彻能力强,孔径均匀。通过理论研究杆式射流的成型参数,获得了杆式射流的速度和质量分布,罩顶和罩口部厚、中间薄形状药型罩形成杆式射流的质量较传统单锥罩提高22%,头部速度提高10%.     

聚四氟乙烯基药型罩射流成型凝聚性研究

聚四氟乙烯（PTFE）基含能药型罩射流成型凝聚性关系到射流侵彻毁伤效果。通过数值模拟和试验验证相结合的方法,对PTFE/Ti/W含能药型罩射流成型特性开展研究。结果表明：含能药型罩与惰性铝罩的射流具有明显差异,由于含能药型罩材料声速较低,爆轰压垮药型罩形成脱体波,导致射流在飞行过程中会呈现径向发散效应,随着药型罩密度增加,射流凝聚性加强;含能侵彻体在成型过程中会不断发生反应膨胀,随着时间的增长,侵彻体轮廓逐渐模糊,密度不断减小;基于惰性材料模型的数值仿真方法能够在一定时间范围内对射流成型进行准确模拟,当侵彻体由于反应而造成的形貌改变不可忽略时,仿真与实际具有一定差距。     

装药参数对矩形射孔弹侵彻性能的影响机理

研究装药参数对矩形射孔弹侵彻性能的影响机理.对矩形射孔弹装药参数(药型罩厚度、张角,壳体内部结构)形成聚能切割刀的过程进行数值模拟,分析了装药参数对射流结构特征、射流的速度梯度及侵彻深度的影响.结果表明,改变壳体内部结构会改变射流结构特征;药型罩在压垮后形成高速且速度梯度小的主侵彻体有利于提高矩形射孔弹的侵彻能力;药型罩壁厚为3 mm,张角为55.时,矩形射孔弹的侵彻性能最好.