LEFP对带壳装药冲击起爆过程的数值模拟与试验

利用圆缺型药型罩形成线性爆炸成型侵彻体(LEFP),研究其对带壳装药战斗部的冲击起爆特性。采用端点起爆方式形成LEFP对直径82mm的聚能战斗部进行动态拦截撞击试验。利用高速摄影观察到战斗部结构失效的过程。采用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,建立LEFP冲击起爆带壳装药的数值仿真模型。对LEFP的成型过程、不同炸高以及不同起爆方式条件下拦截撞击带壳装药的过程进行仿真分析。结果表明,测得带壳装药均被引爆,中心线起爆的炸药平均压力峰值为端点起爆的1.17倍。LEFP具有作为装甲车辆主动防护系统或其他防空反导技术毁伤元的可行性。     

起爆方式对线性成型装药爆炸威力的影响

为研究不同起爆方式对线性成型装药爆炸威力的影响,根据线性成型装药的爆轰机理,设计了5种起爆方式,得到不同起爆方式下线性成型装药的侵彻威力。结果表明,对线性成型装药,端面起爆可以形成偏向的线性爆炸成型弹丸(EFP);上端面中心点起爆和上端面中心线多点起爆可以形成正向线性EFP;两端同时起爆可以形成大威力EFP;上端面两棱多点对碰起爆可以通过控制横向和轴向的起爆时差形成散点EFP。起爆误差是多点起爆下影响线性成型装药侵彻威力的主要因素。     

二维修正弹双核控制系统设计

为提升二维弹道修正精度,保证修正机构的实时性和可靠性,基于DSP和STM32二维弹道修正双核控制系统设计了一款控制器,对信息进行实时处理和计算,保证弹道修正控制功能的实现。首先详细介绍了控制器总体结构及关键功能模块,并依据控制系统工作流程进行软件设计,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)对弹道数据进行处理,提升数据测量精度。接着对修正机构进行神经网络PID控制,提升系统实时性和可靠性。最后通过实验仿真进行验证。实验结果表明,该控制系统能满足系统各项设计要求。     

弹丸垂直侵彻陶瓷/金属复合靶板的简化模型

根据薄板在冲击载荷作用下的动力响应理论，利用能量法建立了陶瓷／金属复舍靶板抵抗小型穿甲弹侵彻的理论分析模型．在给定的靶板条件下，该模型可以模拟在冲击载荷作用下的复合靶板的弹道极限速度，并分别对铝板和钢板做背板的复合靶板进行了试验验证；同时，在相同的面密度下，比较了不同背板的抗弹效果，实验结果和数值结果吻合较好．     

速度和钨丝直径对钨丝/锆基非晶复合材料侵彻性能的影响

为了研究高速撞击条件下含不同直径钨丝/锆基非晶复合材料弹芯的侵彻特性,使用含有四种不同直径钨丝的复合材料弹芯在1000m/s~1600m/s的速度区间进行穿甲试验。研究发现：钨丝/锆基非晶复合材料弹坑直径比钨合金小10%以上,“自锐”效果明显;理想侵彻时,存在一个阀值速度,钨丝/锆基非晶复合材料在低于该速度侵彻时,其侵彻过程中的破坏模式为类似于贫铀合金的绝热剪切破坏,而高于该阈值速度时,破坏模式变成钨丝的屈曲、回流,而且该阀值速度随着复合材料中钨丝直径的增加而增加;钨丝/锆基非晶复合材料中钨丝的直径会影响着其侵彻过程中的稳定性,钨丝直径越大,该复合材料在侵彻过程中越容易出现劈裂等破坏,导致弹道偏转等。     

管-杆伸出式弹芯垂直侵彻半无限靶机理研究

基于管-杆伸出式弹芯材料满足刚-塑性本构关系及该弹芯在侵彻过程中视为准定常运动等假设,通过分别对头部、管体、管与杆重合部及杆体等不同侵彻阶段的理论分析与推导,建立起该弹芯垂直侵彻半无限靶的简化模型。在1300 m/s~1500 m/s的速度范围内,对该弹芯进行了数值模拟与验证试验研究。通过对模型计算、数值模拟及试验结果之间的对比,表明简化模型及数值模拟方法的可靠性,得出了该弹芯垂直侵彻靶板所产生弹坑的形貌特征与形成机制,以及该弹芯在侵彻中的相对优势情况与侵彻深度随速度的变化规律。     

基于爆轰波碰撞形成LEFP的研究

采用圆缺型药型罩线性装药结构,设定线性装药两端面中心同时起爆,该文对两端同时起爆条件下基于爆轰波碰撞形成的LEFP(Linear Explosively Formed Penetrators)进行了研究。首先开展爆轰波碰撞的理论压力计算,探究了形成LEFP的压力条件,然后利用LS-DYNA软件对LEFP进行数值模拟,同时结合脉冲X光捕捉LEFP的成型实验和在不同炸高下LEFP的侵彻实验,详细阐明了LEFP的成型机理。理论分析、数值模拟和实验结果三者表明:基于爆轰波碰撞条件下圆缺型药型罩线性装药结构可形成具有较大长径比的LEFP。     

子母弹发射强度的结构有限元计算

利用“PRSA-2”弹箭三维有限元软件，对122毫米子母弹分为三种结构进行了发射强度的有限元计算，通过对不同结构和不同工况的计算，给出了弹带危险区域的应力值和位移值，绘制的弹体的等应力曲线；也给出了弹底和整体的计算结果，为子母弹总体设计提供了可靠的参考数据。     

固连接异形侵彻体垂直侵彻半无限靶数值模拟

结合固连接异形侵彻体侵彻半无限靶的试验,利用三维非线性动力有限元程序LS-DYNA3D,建立了有限元分析模型,描述了侵彻全过程的有关物理和力学现象,并和同质量而直径等于该侵彻体管外径的杆(基准杆)的侵彻做了比较．数值模拟结果与试验结果吻合较好,从穿深来看异形侵彻体的侵彻能力要优于基准杆．