破片对带壳装药冲击起爆的数值仿真

针对弹药可能会受到多发破片的撞击作用影响,对单个和多个破片撞击带壳装药的侵彻效果进行仿真。 运用Autodyn-3D 软件建立有限元模型,模拟不同形状的单破片及双破片撞击带壳装药、冲击起爆夹层炸药的过程, 计算其撞击带壳装药的阈值速度,并分析两破片不同间距对冲击带壳装药响应程度的影响,得出不同情况下冲击起 爆带壳装药的阈值速度和变化规律。结果表明：直径、阈值速度和双破片的间距对带壳装药的冲击起爆有一定的影 响,随着间距的增大,压力峰值减小,衰减变快。     

EFP冲击引爆带壳炸药数值模拟研究

利用非线性有限元程序LS-DYNA中的ALE算法对EFP的成型、冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟.与试验结果相比较,数值模拟结果具有较高的可信度,证明采用了LS-DYNA中的ALE算法,能有效获取EFP对带壳炸药引爆过程的参数.     

破片对模拟聚能战斗部装药冲击起爆研究

研究了破片对模拟聚能战斗部装药的冲击起爆问题.针对破片对聚能战斗部作用的工程问题进行等效模型简化,设计了模拟战斗部靶标及破片撞击试验方案,进行了1000～1500m/s速度范围内的冲击起爆试验,获得了装药被引发反应特性.与数值模拟进行对比,给出了破片对模拟聚能战斗部装药撞击起爆速度阈值.研究结果对反聚能装药战斗部破片杀伤元素设计具有指导意义.     

钨球对柱面带壳装药的冲击起爆数值模拟研究

采用AUTODYN-3D数值软件,开展了钨球与不同曲率半径柱面带钢壳Comp B炸药作用过程的数值模拟。分析了钨球撞击位置对炸药冲击起爆特性的影响,采用升降法获得柱面带壳装药的临界冲击起爆速度。结果表明：柱面带壳装药冲击起爆过程与平面带壳装药相一致,炸药起爆点发生在离炸药和壳体界面一定距离处,且随着速增加而越靠近交界面;相同条件下柱壳装药更易于起爆,其临界起爆速度随装药曲率半径r增加呈现非线性增大,碰撞点偏移量δ=0时,r=∞的临界起爆速度较r=40 mm时增加3.2%;随偏移量δ的增大呈现指数增加,r=40 mm时,δ=0.94r的临界起爆速度较δ=0时增加35.6%,较平面带壳装药增加31.5%.     

低密度射流冲击带壳装药起爆阈值的数值仿真

为消除反应装甲对主射流的干扰,提高破甲弹侵彻爆炸式反应装甲（ERA）的能力,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对特氟龙、尼龙、树脂玻璃等低密度材料射流冲击起爆带壳B炸药进行了仿真研究,并分别实现了高速下对带壳B炸药的穿而不爆。仿真发现：树脂玻璃表现出更佳的延展性,形成的射流形态更好,可在更高的速度下实现对ERA的穿而不爆,可作为反ERA聚能装药药型罩的优选材料;利用u2d阈值的测量方法作为射流冲击起爆的判据时,这几种射流的起爆阈值基本一致,高出Held提出的阈值约12.5%。     

低密度射流冲击带壳装药起爆阈值的数值仿真

为消除反应装甲对主射流的干扰,提高破甲弹侵彻爆炸式反应装甲(ERA)的能力,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对特氟龙、尼龙、树脂玻璃等低密度材料射流冲击起爆带壳B炸药进行了仿真研究,并分别实现了高速下对带壳B炸药的穿而不爆。仿真发现:树脂玻璃表现出更佳的延展性,形成的射流形态更好,可在更高的速度下实现对ERA的穿而不爆,可作为反ERA聚能装药药型罩的优选材料;利用u2d阈值的测量方法作为射流冲击起爆的判据时,这几种射流的起爆阈值基本一致,高出Held提出的阈值约12.5%。     

射弹冲击引爆带壳炸药数值模拟

利用非线性有限元程序LS-DYNA对射弹冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟,得出了不同材料、长径比射弹冲击引爆不同厚度壳体炸药的临界闽值速度.结果表明相同质量射弹、射弹长径比将影响带壳炸药的引爆阈值速度.在选择射弹冲击引爆带壳炸药时,射弹直径是重点考虑的因素.射弹材料对冲击引爆阈值速度影响较为明显,在选择射弹材料时应采用高密度、高性能的材料.     

爆轰波形对EFP性能影响的数值模拟

文中利用ANSYS／LS—DYNA软件,通过改变起爆方式（点起爆、环形起爆及平面起爆）产生不同的爆轰波形（球面波、喇叭波及平面波）,对不同爆轰波形作用下EFP的成型过程进行了数值模拟,对不同爆轰波作用下EFP的成型性、飞行稳定性及穿甲能力进行了比较,从而得出不同爆轰波形对EFP性能的影响。结果表明：平面波、喇叭波作用下所形成的EFP较球面波作用下所形成的EFP有更高的性能。     

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。     

双层药型罩形成串联EFP数值模拟与分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用Lagrange算法对双层药型罩聚能装药的成型过程进行数值模拟,并对其主要影响因素进行对比分析。结果表明：双层药型罩结构能够形成前后分离的串联EFP弹丸,当两个药型罩中间无夹层材料时,R/D=0.9（D为装药直径,R为曲率半径）,K≥1（K为外、内罩壁厚比）,串联EFP的成型效果最佳。在双层药型罩中间添加夹层材料后发现内外药型罩能够较快分离,但成型效果欠佳。     

同时起爆串联战斗部数值仿真及实验研究

设计了一种同时起爆串联聚能装药战斗部,在对战斗部前后作用时序和匹配特性分析的基础上,运用Autodyn软件对串联战斗部前后级成型和钢靶侵彻过程进行数值仿真并试验验证。结果表明:当串联战斗部前级采用成型速度较快的K装药,后级采用成型速度较慢的亚半球形罩,可实现前级和后级对钢靶的接力侵彻,达到增加穿深并兼顾扩孔的目的,在仿真基础上,进行了串联战斗部对钢靶的侵彻试验,数值模拟结果与试验结果较吻合。为串联聚能装药技术的进一步研究提供参考依据。     

小长径比聚能战斗部数值模拟

运用有限元程序LS-DYNA分析软件,采用逆序起爆方式,对小长径比聚能战斗部进行探索与研究。分析了5种不同装药高度下侵彻体的威力与成型。结果表明:可以减少不必要的装药量,缩短装药长径比,获得长径比为0.4的小长径比战斗部。为提高侵彻体威力,也对药型罩壁厚进行了分析。分析表明,药型罩壁厚越薄,侵彻体速度越高。     

EFP成型数值模拟及侵彻45钢靶试验研究

为研究EFP的成型机理和侵彻性能,在目前药型罩材料研究和应用的基础上,对EFP成型过程的数学模型进行推导,采用有限元分析软件LS-DYNA,对同一结构紫铜、钽和钽钨药型罩EFP成型过程进行数值模拟,通过靶试对3种材料药型罩EFP的侵彻性能进行试验研究。结果表明:紫铜、钽和钽钨药型罩数值模拟着靶速度与试验测得着靶速度基本长径比较为合理,有利于提升侵彻性能;钽钨药型罩能有效穿透80 m(889倍装药口径距离)处90 mm(1.0倍装药口径)厚的45钢靶板,靶板正面和背面穿孔直径较大,靶后靶体的崩落面积较大,后效毁伤效果好。EFP通过数值模拟和试验结果对比分析,对3种材料药型罩EFP的成型形状和对钢靶的侵彻能力作出评价,为EFP型罩材料的选择提供技术参考。     

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。      

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。     

切割网栅作用下EFP形成多破片的数值分析

为了研究可选择作用/双模式战斗部的作用机理,分析了一种在药型罩前适当位置安装一个可抛掷的十字形切割网栅的装药结构,针对该结构建立了有限元计算模型,利用LS-DYNA3D动力有限元程序,采用Lagrangian方法,对药型罩经过切割网栅形成多个破片及其侵彻靶板的过程进行了数值模拟,模拟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1500～1800 m/s的破片,产生的破片能够穿透48 m处的6 mm的45#钢板,可以用来打击直升机等轻型装甲目标.