爆炸成形弹丸数值模拟技术研究

介绍了爆炸成形弹丸成形过程的数值模拟结果，并将Ｘ光照像和数值模拟结果作了对比分析，提出了装药结构各参数对爆炸成形弹丸性能的影响。     

一种双模式战斗部成形过程及破片发散角影响因素分析

为实现弹药的一弹多用,设计了一种在爆炸成形弹丸结构前适当位置安装一个可抛掷的十字形切割网罩的可选择作用/双模式战斗部装药结构。采用LS-DYNA3D程序,对药型罩经过切割网罩形成多个破片的过程及影响因素进行了数值仿真研究,仿真结果与试验结果吻合得较好。研究表明:该装药结构能形成5片具有一定质量和方向性、速度达到1 500~1 800 m/s的破片;破片的形成和发散角α与切割金属丝的直径D、材料密度,ρ以及它与药型罩之间的距离d有关。一般而言,α随着D的增大而增大,ρ越大越有利于切割但对α影响不大,而d则需在一定的范围之内才能形成理想的破片,并存在一个最佳值。     

爆炸成形弹丸的优化设计

为了分析涉及爆炸成形的弹丸（ＥＦＰ）形成的所有参数，进行了数值参数研究。定量分析了例如弹丸初速、最终形状和速度梯度的许多参数的作用．说明在成形过程中加工硬化和温度系数有主导作用、从这些数值模拟和Ｇｕｒｎｅｙ形式，确定可以在不影响弹丸最终形状的条件下。改变炸药的初始能量。     

切割式多爆炸成形弹丸成形的数值模拟

利用LS-DYNA有限元软件对切割式多爆炸成形弹丸(MEFP)的弹丸成形过程进行了数值模拟,分析了药型罩的变形、蜂巢结构的切割特性和MEFP的速度和空间分布特点.结果表明,蜂巢切割结构可以有效地分割大曲率药型罩,最终形成具有空气动力外形良好、速度梯度分布合理的多个EFP,其散射空间和覆盖面可有效提高对目标的毁伤概率.数值模拟技术可以指导爆炸成形弹丸战斗部的设计和分析,有助于研究EFP的形成过程,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.     

多爆炸成形弹丸成型过程的数值模拟

利用LS-DYNA有限元分析软件对某三罩式多爆炸成形弹丸(MEFP)的成型过程进行数值模拟研究,揭示了其成型机理,并研究了中心点起爆、三点同时起爆、四点同时起爆和八点同时起爆四种不同起爆方式对MEFP爆炸成形情况和性能参数的影响。研究结果表明:在多种不同方式起爆下,多点起爆形成的MEFP战斗部的药型罩能够形成外形良好的弹丸,且形成的弹丸能够沿着装药中心线,以较小的发散角度向前飞行,有利于侵彻装甲目标,考虑到成本以及实现的可能,其中以八点起爆为最佳。     

炸弹切割器爆炸成形弹丸研究

描述一种炸弹切割器的爆炸成形弹丸，它的目标上形成的孔径大，冲击力却大大减小。其原理设计是利用计算流体编码进行建模，并且证实可用于板目标穿孔，以及在远距离弹药销毁中使装药产生低速燃烧。试验结果表明其原理设计是成功的。形成的     

新型铜爆炸成形弹丸的数值模拟与试验研究

利用ALE算法对新型铜爆炸成形弹丸进行了数值模拟和分析,同时进行了EFP成形X光摄影试验。在模拟和试验过程中以T2军用紫铜和工业纯铁药型罩作为对比,进行三种罩材、三种壁厚药型罩的EFP成形模拟与试验,获取三种罩材对比EFP形体和性能参数,试验结果与计算结果符合很好。结果表明新型铜EFP较T2紫铜的抗拉断能力较强,具有明显的优势。分析了新型铜药型罩材料在产品上的应用前景。     

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。     

成形装药和爆炸成形弹丸的研究进展

通过几种常见的成形装药结构和不同装药的特性比较。介绍了国内外在爆炸成形弹丸(EFP)的形成机理和装药设计及其结构优化等方面的研究进展。从爆炸成形弹(EFP)到射流弹装药(JPC)的演化,说明了成形装药及爆炸成形弹所具有的开发潜力和广阔的应用前景。     

网栅参数对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响

为研究网栅因素对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对星形线形网栅切割式MEFP的形成过程进行数值模拟,并分析网栅与药型罩的间距、网栅宽度对MEFP发散角的影响。结果表明:该装药结构能形成5个具有一定质量和方向性、速度达到1 800～2 500 m/s的子EFP;随着网栅间距的增加网栅宽度减小,子EFP发散角逐渐减小,并得到最适合切割的截面形状。     

起爆方式对周向MEFP战斗部性能影响的数值仿真

为研究起爆方式对周向多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部毁伤元成型的影响,针对5层周向MEFP战斗部结构,利用Ls-dyna软件数值研究了单点起爆下起爆点高度以及多点起爆下起爆点数量、起爆同步误差对MEFP毁伤元速度和飞散角的影响。结果表明:单点起爆条件下,随着起爆点高度的增加,毁伤元的总散布角度逐渐增大; 当起爆点位于战斗部轴线中心时毁伤元总散布角度达到最大,各层MEFP毁伤元速度差达到最小; 装药端部MEFP成型过程受稀疏波影响较严重,导致装药端部毁伤元速度较低; 采用中轴线多点起爆对端部毁伤元速度提升效果不明显,但能大幅度提升内侧3层MEFP的速度; 对口径大于48 mm的周向MEFP战斗部而言,500 ns以内的起爆同步误差不会对MEFP毁伤元的速度和飞散角产生明显影响,但起爆同步误差的存在使得MEFP成型更加不对称。     

不同起爆方式下MEFP战斗部的数值模拟

文中利用ANSYS／LS-DYNA软件对周围排列MEFP进行数值模拟，并对在不同起爆方式下MEFP战斗部形成的EFP阵列进行了研究。研究结果表明：在中心线起爆与端面起爆方式下的MEFP均能形成初速大、攻角小、气动性能良好的EFP。     

复合 MEFP 战斗部侵彻性能及其后效的仿真研究

为研究新型复合 MEFP 战斗部在破甲武器中的应用,运用 ANSYS ／LS-DYNA 有限元分析软件,采用多物质ALE 流固耦合算法,对复合 MEFP 战斗部侵彻体成型过程进行数值仿真计算,研究其侵彻体性能,并选择靶板进行侵彻,分析侵彻性能及穿孔孔径和毁伤范围,最后以后效靶板进行验证,综合分析复合 MEFP 战斗部的侵彻性能及后效影响;结果表明：该复合 MEFP 聚能战斗部在起爆方式选取单点同时起爆时,形成互不影响的1个主 EFP 和4个辅EFP,可以同时侵彻靶板,提升侵彻性能;主、辅 EFP 侵彻钢靶使孔径增大,并且提升了战斗部毁伤范围;复合 MEFP战斗部后效作用明显,侵彻后效靶板的孔径为48 mm,大大提升了 EFP 战斗部的毁伤性能。     

多爆炸成型弹丸设计参数对智能雷毁伤概率的影响

为了评估多爆炸成型弹丸设计参数对智能雷毁伤目标效能的影响,利用有限元软件模拟了多爆炸成型弹丸的形成过程.在建立了智能雷多爆炸成型弹丸战斗部辐射毁伤模型的基础上,运用计算机进行数值仿真,分析了在多爆炸成型弹丸设计参数影响下智能雷对坦克目标的毁伤概率.结果表明,进行战斗部设计时需要优化处理多爆炸成型弹丸的设计参数,才能提高智能雷毁伤概率.     

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。     

周向多爆炸成型弹丸战斗部仿真

为了提高多爆炸成形弹丸（MEFP）对武装直升机、巡航导弹及空地制导武器等目标的毁伤能力,通过在炸药周向布置多个药型罩、轴向布置多层结构的办法,设计了一种新型多枚爆炸成形弹丸战斗部,分析了弹丸成型过程中的力学特性并利用动力学仿真软件模拟了成形过程。毁伤计算结果表明：该型战斗部所形成的单个EFP在穿透10 mm 装甲后仍具有较高的剩余动能,对轻型装甲目标具有较高的毁伤效能,研究结果可为小口径MEFP战斗部设计提供参考。