优化设计次口径球缺罩成形装药结构

运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,进行了次口径球缺罩的成形装药结构参数对侵彻体形成的影响规律的数值模拟研究.采用端面环形起爆方式,优化设计次口径球缺罩的成形装药结构,找出形成最佳杆式EFP的次口径球缺罩的圆弧曲率半径、药型罩壁厚及成形装药高度的最优值;当内圆弧半径为40mm、壁厚为1.8mm、装药高度为45mm时,仿真得到了成形形态和成形参数都较佳的杆式EFP,其头部速度达到2 532m/s,长径比为3.2.同时,得到了杆式EFP成形参数速度和长径比等随次口径球缺罩的圆弧曲率半径、药型罩壁厚和成形装药高度的变化规律曲线,为今后优化设计EFP战斗部提供参考依据.     

76 mm口径EFP成形过程数值模拟及影响因素研究

采用LS-DYNA3D对76mm口径药型罩爆炸成型弹丸(EFP)的成形过程进行了数值模拟，模拟结果与实验数据基本吻合．通过数值模拟着重分析了装药长径比L／D、壳体厚度、药型罩壁厚对EFP速度的影响规律，得到了有关EFP成形速度公式，得出EFP速度随L／D的增大而增大，随药型罩厚度增大而减小，受装药外壳厚度影响不大．     

壳体性质对爆炸成形弹丸性能的影响

利用LS—DYNA有限元程序对带壳EFP结构的成形过程进行数值模拟．研究了壳体的材料以及厚度对EFP性能的影响规律。研究表明，壳体材料的密度和厚度的增加将有利于提高EFP的速度和密实度；对于某一特定的EFP装药结构。可确定一个壳体临界厚度，使形成的弹丸长度达到最大。研究结果可应用于EFP战斗部结构优化设计。     

药型罩参数及装药对MEFP效能的影响

为研究相邻子装药间距、装药和药型罩曲率半径对MEFP效能的影响,应用LS-DYNA对战斗部直径为100mm的组合式七罩MEFP成型过程进行了数值分析。结果表明:当装药间距从2.5mm增加到12mm时,各子装药形成EFP的尾裙直径减小,EFP长度减小,中心EFP头部速度降低;对于不同装药,形成的EFP尾裙直径从TNT到B炸药逐渐增大,EFP长度增大,中心EFP的速度逐渐增大;当曲率半径从14mm增加到20mm时,形成的EFP尾裙直径增大,EFP长度减小,中心EFP速度逐渐增大。研究结果可为MEFP战斗部的设计提供参考。     

药型罩参数对悬浮雷弹战斗部EFP 成形效果影响

为得到药型罩参数对空中悬浮雷弹战斗部 EFP 成形效果的影响,采用正交设计的方法,针对变壁厚准球形的药型罩内曲率半径、外曲率半径、罩顶厚度等参数,通过 LS-DYAN 仿真计算出以爆炸成形弹丸（EFP）成形效果,用SPSS 软件回归分析得出动能的估算边际均值,以成形效果及动能为指标,对 EFP 爆炸成形进行了分析。研究结果表明：药型罩尺寸的交互效应是影响 EFP 动能大小的主要因素。     

双EFP冲击引爆带盖板B炸药的累积毁伤效应

为了研究多个爆炸成型弹丸（MEFP）对战斗部装药的冲击起爆问题,进行了单、双爆炸成型弹丸（EFP）冲击引爆带盖板B炸药的试验,测试了单EFP和双EFP对带盖板B炸药的冲击引爆能力,同时利用AUTODYN有限元软件开展了EFP对带盖板B炸药冲击引爆行为数值模拟研究,分别分析了单EFP和双EFP的成型过程、引爆带盖板B炸药的作用过程,获得了B炸药发生爆轰时的临界盖板厚度（H_c）。进一步,建立了双EFP同时引爆带盖板炸药临界条件的工程计算模型。试验结果表明：试验获得的EFP长18 mm,直径19 mm。单EFP冲击带盖板B炸药发生爆轰的临界盖板厚度范围为10 mm≤H_c<15 mm,而双EFP作用时的临界盖板厚度范围为15 mm≤H_c<20 mm。另一方面,数值模拟结果表明,在单EFP作用下,带盖板B炸药发生爆轰的临界盖板厚度为13 mm;而双EFP作用下,带盖板B炸药发生爆轰的临界盖板厚度为19 mm,相较于单EFP作用时的H_c提高了46.2%,数值模拟结果与试验结果吻合较好。工程模型能较准确地预测双EFP同时冲击起爆带盖板炸药的临界起爆速度。     

大曲率半径药型罩的数值模拟

采用数值模拟技术对爆炸成型弹丸(EFP)的成形过程进行了计算分析,通过药型罩材料的选择,在大曲率半径结构参数下对EFP的成形性能进行了研究.模拟结果表明不同材料药型罩对EFP成形性能有较大影响,并且该结果能够和试验得出的结果达成较好的一致.     

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。     

EFP飞行及威力实验研究

对Φ60 mm口径爆炸成形侵彻体战斗部进行了飞行及威力实验 ,其飞行距离为 80 0倍装药直径 ,在靶道上利用多道网靶考察了 EFP飞行中姿态的变化及散布的变化 ,用 2 5mm厚 45#钢靶考察了侵彻威力 .实验结果及其分析对 EFP战斗部的应用和工程设计有一定的指导意义     

几何相似律在EFP成型中的数值模拟研究

以球缺型EFP为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA对满足模拟比的EFP的形成过程进行了数值模拟.数值计算结果表明,在各对应时刻,模拟弹与原型弹的速度、长细比都相当,EFP外形也相似.因此,几何相似律在EFP成形研究中是成立的,同时也说明数值模拟方法具有实用性强,计算精度高等特点,它为EFP的研究提供了一种可行的方法.     

偏心起爆对EFP成形形态影响的实验研究

装药不对称性会使ＥＦＰ开矿明显变坏，从实验角度研究了某自锻破片装药结构，在爆后１８０μｎ，时刻，起爆偏心分别显０．４ｍｍ，１ｍｍ，１．２ｍｍ，２ｍｍ时，ＥＰＦ弹丸形态的变化，得到了起爆偏心量与ＥＦＰ头部横向剩余速度之间的。     

EFP成型飞行及侵彻钢靶特性的数值模拟分析

文中采用LS—DYNA软件，以70mm弧锥结合型爆炸成型弹丸（EFP）侵彻40mm厚45#钢靶数值模拟过程为例，针对弧锥结合型EFP成型、空中飞行和侵彻钢靶过程的特性进行了研究。模拟结果与试验结果相吻合，表明采用的数值模拟方法正确，结果分析合理。为弧锥结合型EFP的研究提供了方法和有价值的特性规律。     

EFP水中飞行特性及侵彻间隔靶的仿真与试验研究

针对爆炸成型弹丸(EFP)战斗部在水下弹药的应用问题,利用LS-DYNA有限元软件,仿真研究了EFP在水中的速度衰减与质量损失规律及对不同距离的间隔靶侵彻规律,并通过高速摄影试验进行了试验验证。结果表明,EFP入水后形态极不稳定,质量急剧减小甚至碎裂,随着在水中飞行距离的增加质量逐渐减少至初始质量的1/3~1/5,EFP在水中速度先以线性下降后呈指数规律衰减,且EFP飞行2.5倍装药直径距离可贯穿5 mm靶板,但是EFP飞行超过5倍装药直径时已不具有侵彻能力。     

不同炸高下的EFP 对盖板炸药的撞击起爆研究

为了研究不同状态下的爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)对盖板炸药的冲击起爆影响,采 用Ls-Dyna 仿真软件,建立EFP 撞击起爆带壳炸药的数值仿真模型。利用EFP 成型过程的不同阶段其头部速度不同, 对不同厚度盖板的CompB 炸药进行撞击起爆数值仿真,分析了各个阶段的比动能、头部速度与盖板厚度的关系,以 及盖板厚度与起爆时刻、位置的变化规律。仿真结果表明：在0.5～1 倍装药直径之间,可以得出临界盖板厚度与头 部速度、EFP 沿飞行方向的投影面积成正比,并且EFP 在侵彻大于2.5 倍装药直径的盖板过程时,不会形成剪切块; 笔者设计的口径40 mm EFP 完全成型后,其比动能为61.81 MJ/m2,可以起爆最大盖板厚度为10 mm 的CompB 炸药; 在一定盖板厚度范围内,冲击起爆时间和冲击起爆位置都随着盖板厚度增加而增加;EFP 飞行至0.5 倍装药直径处, 所能撞击起爆的临界盖板厚度是EFP 成型后的2 倍。该研究对于防空防导的战斗部EFP 设计具有一定的参考价值。     

整体多枚爆炸成型弹丸战斗部试验研究及数值模拟

为提高爆炸成型弹丸(EFP)的命中概率和炸药装药利用率,通过在药型罩上预制沟槽和开孔的办法,设计了一种新型整体多枚爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部。靶场静爆试验和数值模拟表明,这种MEFP战斗部能够产生预期的3枚成型弹丸。每枚成型弹丸均可穿透两层15 mm厚叠放的25SiMnMo装甲板,试验靶板上弹孔呈等边三角形分布,有效地提高了命中概率。这种MEFP战斗部对靶板总的穿透毁伤面积较结构相似的单枚EFP提高3倍以上。     

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。     

三点爆轰机理与EFP尾翼成型研究（英）

采用爆轰波理论分析了由爆炸成形弹丸装药而成的三点起爆爆轰波的相互作用。运用LS-DYNA软件数值模拟了三点起爆方式下的爆轰波作用、超压形成、药型罩在非均衡爆轰作用下的变形过程,以及尾翼的形成机理等。研究结果显示药型罩表面受到非均衡爆轰载荷作用,发生翻转、变形,在有超压作用的药型罩区域的压合程度小,形成弹丸尾翼,其中起爆半径对弹丸长径比、头尾速度、动能以及尾翼成形有重要影响。模拟中,起爆半径应选在20~30mm之间。实验结果对理论分析和数值模拟研究进行了验证。     

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。     

爆炸成型弹丸垂直侵彻装甲钢靶后破片动能分析

为获得具有较大动能的靶后破片来源以及轴向位置,开展了爆炸成型弹丸（EFP）垂直侵彻装甲钢的试验和仿真研究。借助经过试验验证的仿真方法,分析不同靶板厚度(30~70 mm)、不同EFP着靶速度(1 650~1 860 m/s)下,某典型EFP垂直侵彻装甲钢板后靶板和EFP产生的靶后破片速度、质量沿轴向的分布规律。结果表明：靶板和EFP产生的靶后破片速度随轴向位置近似呈线性增加,当靶板厚度或EFP着靶速度二者之一固定时其斜率固定,并且破片来源(由靶板或EFP产生)对包络线截距的影响也很小;靶板产生的大质量(>10 g) 破片均分布在破片云中间或者靠近靶板的位置,EFP产生的大质量(>10 g)破片均分布在远离靶板的位置;具有较大动能的靶后破片主要由EFP产生,并位于远离靶板的位置。