截顶M型药型罩几何参数对射流形成的影响

用有限元显式动力分析程序Autodyn,对截顶M型药型罩在压垮过程中出现的射流多次碰撞现象进行研究,通过改变顶部结构几何参数,对比分析参数对射流汇聚产生的影响,探讨射流碰撞使射流加速的原因.将M型顶部结构截去一部分构成截顶M型药型罩,压垮过程可分为顶部、轴线射流汇聚两部分.结果表明:在足够的碰撞压力下,瞬时二级药型罩结构被压垮,产生速度更高的二次射流,且药型罩顶部高度增大显著提升经多次汇聚后的射流头部速度.顶部结构参数:顶部倒锥角θ、截顶高度h、截顶宽度d的最佳取值分别为60°～90°、8～13 mm、约10 mm.     

环形起爆对球缺型药型罩形成EFP速度的影响研究

基于传统的锥形药型罩的模型理论，推导出环形起爆下圆弧型药型罩形成爆炸成型弹丸（EFP）的工程模型，推导出EFP基本稳态时的速度公式，通过调整不同的起爆环位置尺寸，得到相应的稳态时EFP整体速度变化规律，为工程设计提供参考。     

环形切割器药型罩方案优化设计

在反舰导弹串联战斗部前级环形切割器的设计中优选药型罩材料。通过数值模拟,对铜、钨、铁三种单质药型罩,以及一定比例的两种铜钨复合药型罩的切割效果进行分析。结果表明,五种药型罩方案均能贯穿100mm靶板。铁药型罩和铜含量较少的复合药型罩在靶板底部形成射流堆积巢,钨药型罩和铜含量较多的复合药型罩贯穿后剩余速度较低,切割时间较长。最终确定以铜作为环形切割器的药型罩材料。该结论有助于新型串联战斗部的优化设计。     

ー种新型星锥状药型罩形成射流的数值模拟

研究一种新颖的星锥形药型罩结构，它是在楔形药型罩基础上，通过改变装药结构而演化出的一种星锥状聚能装药结构，由若干个楔形药型罩对称排列且向一端聚合而成。应用非线性有限元软件完成了爆炸载荷下星锥药型罩形成射流过程的数值模拟，结果表明，新型药型罩能够实现预期设想，形成一股凝聚射流。研究结果为新型破甲装药结构研究提供了一种新的选择，在反装甲弹药战斗部领域具有良好的应用前景。     

环形射流成型的设计改进及数值模拟

针对内外壁等质量设计方法造成的环形射流成型扭曲偏斜的问题,提出了保证内外壁压垮同步的等动量设计方法予以改进,并结合射流形成理论对其进行了理论分析。通过Autodyn仿真软件对改进前后两种方案形成环形射流的过程进行了仿真。数值模拟结果表明:与传统设计相比,新的设计方案可以保证射流不偏斜的同时改进射流成型。这对环形射流的设计有新的指导意义。     

钢/铝/钢复合药型罩形成毁伤元数值模拟研究

为提高战斗部毁伤能力,设计一种钢/铝/钢复合变壁厚球缺型药型罩战斗部,运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟药型罩材料为钢、铝以及钢/铝/钢时毁伤元的成型状态,比较3种不同毁伤元对30 mm装甲钢靶板的毁伤效果,研究曲率半径对EFP性能的影响。结果表明:铝材药型罩形成的杆式侵彻体速度与长径比最大,钢材药型罩形成的EFP速度与长径比均很小,而钢/铝/钢复合药型罩形成的EFP速度、长径比均介于纯铝、纯钢之间;纯铝、纯钢药型罩形成的毁伤元对靶板的侵彻孔径随侵彻深度的增加而减小,而钢/铝/钢复合药型罩形成的EFP对靶板的侵彻效果较好,能够产生横向效应,且随着药型罩曲率半径逐渐增大,复合EFP的横向效应越明显,速度与长径比也逐渐增大。     

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。     

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。     

不同的环形起爆位置对球缺型药型罩形成聚能侵彻体的影响研究

基于ANSYS/LS-DYNA商用软件仿真计算了球缺药型罩形成不同形态爆炸成型弹丸(聚能侵彻体)的过程,并得出聚能侵彻体基本稳态时的速度及聚能侵彻体伸长量的变化规律,通过调整不同的起爆环位置尺寸,获得聚能侵彻体速度及伸长量的变化规律,为工程设计提供参考.     

一种叠加辅助药型罩形成射流的仿真研究

为讨论一种叠加辅助药型罩的结构参数对其形成射流的影响情况,利用非线性动力学软件AUTODYN-2D对其进行数值仿真,分析在不同结构参数下该结构形成射流的性能和状态。研究表明:在研究的取值范围内对于叠加辅助药型罩来说,药型罩夹角2α、药型罩顶端厚度b及辅助药型罩1的壁厚c均与形成射流的速度、长度及成型效果呈负相关;该叠加辅助药型罩装药结构对于主药型罩材料的利用率高,并可有效增大杵体的速度;在药型罩顶部厚度为0.25 mm、辅助药型罩1壁厚为0.25 mm、药型罩夹角2α为60°时射流质量提高,但当2α增大时,射流质量下降。研究结果可为聚能射流的研究提供一定的参考价值。     

两种典型串联聚能射流的数值模拟

为了进一步提高金属射流量和破甲深度,设计了单锥和双锥药型罩相结合的两种不同结构的串联药型罩,且利用Truegrid和有限元软件LS-DYNA对两种聚能射流的形成及侵彻钢板的过程进行了数值模拟。结果表明:这两种结构均能很好的形成射流,能够有效提高射流对靶板的侵彻深度,且以双锥罩为前级的装药结构形成的射流比以单锥罩为前级的装药结构形成射流的速度要高,前者的穿孔孔径较后者要大,在相同条件下,前者对靶板的穿深较后者要深。     

新结构药型罩射流对等效前舱的抗干扰研究

为有效降低弹药前舱对聚能射流的干扰作用,提高射流穿过前舱后的侵彻威力,设计了一种新结构药型罩.通过将前舱等效为均质靶板的等效方法,得到了均质等效靶的等效厚度.利用AUTODYN-2D数值仿真软件分别对新结构药型罩和常规药型罩射流侵彻等效前舱作用过程进行了数值计算,并对射流穿过等效前舱后的侵彻孔形进行了理论计算.结果表明,与常规药型罩相比,新结构药型罩降低了等效前舱对射流的能量消耗,提高了射流穿过等效前舱后的头部速度和射流能量,对带等效前舱钢筋混凝土目标的侵彻深度提高了11.7%以上,理论计算和试验孔形基本吻合.新结构药型罩射流对前舱的抗干扰能力明显优于常规药型罩.     

串联聚能射流的数值模拟与实验研究

为了有效对付各种现代装甲目标,提出一种新型聚能装药结构并探讨了其成型机理.应用有限元软件分别对其前级装药、后级装药以及双级串联聚能装药的射流侵彻过程进行了数值模拟.结果表明:该串联装药可生成两个稳定且具有高同轴度的金属射流,其穿深比单锥角药型罩至少高30%.并在此基础上进行了系列的静破甲实验,实验与数值模拟结果吻合较好, 进一步深化了聚能效应的内涵和丰富了打击目标的手段.     

钨铜射流成形的细观数值模拟分析

为研究钨铜复合材料聚能射流成形的细观机理及材料细观结构对射流成形的影响,基于随机投放原理编制了钨铜复合材料细观离散化模型生成程序,建立了不同两相配比及钨颗粒尺寸的钨铜药型罩细观离散化模型。应用动力学仿真AUTODYN-2D软件中的欧拉算法,对钨铜细观模型及其等效均质药型罩开展了聚能射流成形的细观尺度有限元数值模拟分析。研究结果表明,钨铜材料在爆炸载荷驱动下铜相与钨相速度有显著差异,钨颗粒含量沿射流尾部至头部分布不均匀,呈现依次递减的趋势。在一定钨颗粒尺寸下,射流中钨含量相对变化量随着原始药型罩中钨含量降低而增大,钨体积含量30%的钨铜材料形成射流中平均钨含量降低65%,其中头部钨含量下降达90%;在给定罩材两相配比时,射流中钨含量随着钨颗粒尺寸的增大而降低,高钨含量的钨铜射流成分分布不均匀性对颗粒尺寸的变化更加敏感。     

穿孔球缺罩形成杆式射流数值模拟研究

利用有限元软件对边缘有孔和无孔球缺罩的杆式射流形成过程进行了数值模拟。分析了球缺罩形成杆式射流的成型过程,并对有孔和无孔两种球缺罩的成型过程进行了对比,发现有孔罩所形成射流速度偏低、侧向速度不为零,并对此进行了分析讨论获取了孔洞对形成杆式射流的影响方式及其影响规律。最后对模拟结果进行了实验验证。证实该仿真和真实情况具有很好的一致性。     

平顶尺寸与起爆环半径对复合药型罩形成射流的影响

为研究复合药型罩平顶尺寸与起爆环半径对射流头部速度及成形的影响,对不同平顶尺寸和起爆环半径的铜-铝复合药型罩进行数值模拟.利用AUTODYN-2D模拟药型罩的变形和射流的形成及断裂的过程,仿真平顶尺寸对射流的影响、起爆环大小对双层药型罩形成射流的影响、平顶尺寸与起爆环半径对射流成形的影响,并分析外罩挤破内罩状况.结果表明:小起爆环半径时,药型罩平顶尺寸越小,射流头部速度越高;大起爆环半径时,较大的平顶尺寸可获得较高的射流头部速度,平顶尺寸增加到装药口径20％左右时,成形中会出现内罩挤破外罩的现象.     

聚能装药杆式射流的数值仿真

通过杆状射流聚能装药战斗部的用途、结构特点分析,设计了105°弧锥结合罩的装药结构,选取合适的仿真计算参数,采用DYNA2D计算程序对杆式射流成形的全过程数值模拟仿真,得到射流成形过程中各个时刻的形态及特征参数。     

大锥角聚能装药射流形成及对钢靶侵彻的数值模拟

为了研究大锥角聚能装药射流形成和对钢靶侵彻过程中的一些特性,采用AUTODYN软件,对锥角聚能装药射流形成及侵彻钢靶过程进行了数值模拟。模拟结果表明:大锥角聚能射流是药型罩在爆轰波的作用下向后反转形成的漏斗型密实射流,其在飞行过程中,速度基本保持不变,而在侵彻钢靶时,侵彻速度和动能都迅速下降,直到再也不能侵彻钢靶为止。将数值模拟结果与实验结果进行了对比分析表明:数值模拟结果与实验结果相一致。