TATB基PBX炸药冲击波感度数值模拟研究

为研究TATB基PBX炸药的冲击波感度,采用显式动力学有限元程序——AUTODYN软件对某TATB基PBX炸药在冲击波作用下的临界起爆特性进行数值模拟。通过小隔板试验和冲击波在有机玻璃隔板中衰减模型的理论计算验证了数值模拟的可靠性,数值模拟中,通过3D模型的计算可以直观地看到在爆炸过程中冲击波传播的运动轨迹,模拟计算出某TATB基PBX炸药临界隔板值在5.5～5.7mm之间,临界起爆压力在3.19～3.44GPa之间,数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

某隔板起爆器冲击起爆过程的数值模拟与实验研究

为了提高火工品的可靠性设计水平,将数值模拟技术引入隔板起爆器的设计中.利用LS-DYNA软件对某隔板起爆器隔板传爆过程进行模拟,计算得出可靠传爆不会穿透隔板的隔板厚度介于2.0 mm与5.0 mm之间.验证试验结果表明当隔板厚度为1.5～2.4 mm时,隔板能够完成正常功能,计算结果与实验结果基本吻合.     

隔板对聚能射流性能影响的数值模拟

为研究隔板对聚能装药中爆轰波形和射流形成的影响,应用LS-DYNA有限元程序,采用ALE方法对某带隔板聚能装药射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与试验结果进行了比较。计算结果表明,隔板可将球面爆轰波形转变为凹锥形爆轰波,使爆轰波相对于药型罩母线的入射角减小;当隔板厚度不变,存在着最佳隔板直径,小于最佳直径时射流头部速度随隔板直径的增加而增加,反之则会降低;双截锥形隔板可使爆轰波与罩母线的夹角减小到12°,射流头部速度比无隔板时提高了约18%。     

串联装药中隔板材料对后级装药影响的研究

为研究破-破型串联战斗部中不同材料隔板对后级装药的影响,采用三维数值模拟的方法,研究3种不同材料隔板对后级爆炸成型弹丸(简称EFP)速度及成型的影响。结果表明,在隔板相同厚度的情况下聚氨酯隔板的影响最小,酚醛树脂次之,泡沫铝最大。     

复合装药结构隔板实验与数值模拟

为得到钝感炸药（IHE）和高能炸药（HE）复合装药结构对冲击波感度的响应情况,对不同结构的复合装药进行隔板实验,得到了其冲击波感度与药柱高度比值的一阶指数关系。利用显式有限元程序对复合装药结构进行隔板实验的数值模拟,计算结果与实验结果吻合。通过数值模拟计算并比较了铝、有机玻璃、钢隔板和未反应JB-9014炸药的爆轰反应边界值。     

隔板厚度对延期时间影响的数值模拟及实验研究

运用STAR-CD仿真软件,建立了以硅系延期药为输入药剂的金属隔板式延期装置的理论模型。数值模拟了隔板厚度分别为1 mm、2 mm和3 mm时燃烧波、壳体的传热、点火药升温过程等。理论设定点火药端面达到某温度所需时间与该爆发点温度下延滞期之和的最小值为延期装置的延期时间,研究了隔板厚度对延期时间的影响。结果表明:延期药燃烧完一段时间后,借助隔板的热传导,点火药温度逐渐升高,直至发火,点火药的中心温度高于边缘的温度。对延期时间-温度曲线进行拟合,其符合6次多项式。隔板厚度为2 mm和3 mm时数值计算的延期时间为3.55 s和4.44 s,实际测试值为2.97 s和4.03 s.同传统延期装置相比,金属隔板式延期装置能有效地延长延期时间。     

贴隔板法在尾翼EFP成型中的应用研究

采用LS—DYNA对在药型罩上粘附隔板结构形成带尾翼型爆炸成型弹丸（explosively formed projeetile,EFP）进行三维数值模拟,从药型罩微元压跨速度和压力的角度初步探讨了形成尾翼型EFP的机理,对同一直径的大锥角型、球缺型和弧锥结合型药型罩形成的尾翼型EFP进行了对比分析,三种结构药型罩均能形成较为明显的尾翼,其中大锥角型药型罩得到的EFP速度最高。数值计算结果表明,EFP尾翼数与药型罩上所粘贴的隔板数一致,三种不同结构药型罩上粘贴四个隔板,得到的尾翼数均为四个。通过实验,对贴隔板法形成尾翼EFP做了进一步验证,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

基于数值模拟的柴油机进气道预测设计研究

利用大型数值模拟软件Fire,结合数值模拟和稳流试验等现代方法,对某新型柴油机进气道进行了预测设计．以流量系数为研究重点,给出了无涡流直气道的设计依据、三维模型、CFD仿真模型、数学模型及其试验方案．计算结果和试验结果基本吻合,验证了利用数值模拟等方法实现柴油机进气道预测设计的可行性,为进一步分析气道内流场及各种参数提供依据．     

爆炸起爆波形对EFP形状及其性能的影响

本文叙述了爆炸起爆波形对ＥＦＰ形状和速度的影响，对嵌入不同直径隔板（ＷＳ）的战斗部进行了流体编码模拟和试验，试验战斗部采用Ｂ炸药装药，药形罩前设制０～２５ｍｍ不同直径的聚氯乙烯隔板。显示弹丸形状和速度的闪光Ｘ射线照片与流体编码模拟结果进行了比较，并用惠更斯阴影平面高能炸药燃烧法和β燃烧法编制点火程序，对按惰性波形传播的爆炸起爆波进行了模拟。流体编码计算结果与Ｘ射线照片和从试验回收到的ＥＰＰ做了比较，表明ＥＦＰ的长度、直径、质量以及速度的变化都与隔板直径有关．     

JO-9159/ECX复合装药的冲击波感度研究

采用隔板试验研究了分别由厚度为3,5,10,20 mm挤注炸药(ECX)和Ф20 mm×20 mm JO-9159炸药构成的复合装药的冲击波感度G50,并采用有限元方法进行了数值模拟.结果表明,试验值与计算值结果基本一致,复合装药的冲击波感度在JO-9159、ECX两种炸药冲击波感度之间,随着ECX炸药厚度的增加,复合装药的冲击波感度呈G50=12.96 5.13e-h/6.41一阶指数衰减形式下降.     

基于工业CT成像的弹药小底隙测量方法研究

在弹药产品的质量无损检测中,小底隙的精确测量是保证产品质量的重要技术之一。为精确测量小底隙,利用CT成像的体积效应,提出一种小底隙厚度测量方法。在设定的扫描层厚下对产品进行工业CT断层扫描,使底隙完全包含在扫描层厚范围内;再将工业CT断层图像上的灰度差异转换为等效密度差异;并利用产品的材料密度及底隙物质（空气）密度来计算小底隙的厚度。实验结果表明,该方法可对0.3—2.0 mm的底隙进行测量,其最大绝对测量误差为0.03 mm,最大相对测量误差为4.8%．该方法解决了小底隙精确测量的技术难题,可浦足产品无损质量检测和评价的需要。     

螺旋切缝对PELE毁伤性能的影响研究

为了研究壳体螺旋切缝对PELE毁伤性能的影响规律,针对切缝数量N、切缝深度H、扭转程度T 3个因素,借助有限元软件并结合随机失效和断裂软化算法开展数值模拟研究,对比已有试验验证了仿真模型的可靠性。结果表明,T变化会对靶后破片的破碎性能和飞散性能产生较大的影响。T增大使破片有更好的破碎性能,形成的破片质量分布具有较大区别,破片排布呈螺旋状且平均飞散面积增大,破片之间空隙变小,提高了杀伤概率,T大于1.5后弹丸前端破碎程度加深,形成的破片数量增多,质量减小。通过正交优化方法确定了3因素3水平的数值模拟方案,对仿真数据进行极差分析得到T是影响PELE出孔孔径的主要因素,N次之,H最小,该研究设定的工况条件下,N=8,H=1.5 mm,T=1.5时,靶板的出孔孔径最大。     

RDX基高聚物黏结炸药JWL状态方程

为探讨RDX基高聚物黏结炸药在小尺寸下爆轰产物的状态方程,采用两种直径(φ10 mm和φ25 mm)的圆筒试验研究了RDX基高聚物黏结炸药的做功能力,获得了圆筒壁膨胀位移、速度与时间的关系;利用非线性有限元动力学程序Ansys/Ls-Dyna,对炸药的圆筒实验进行了数值模拟;通过与实验结果相比较,得到了RDX基高聚物黏...     

手枪弹对带软防护的明胶靶标侵彻机理与实验研究

为揭示杀伤元与有防护目标的相互作用机理,基于弹头侵彻防护特点,分析手枪弹侵彻时软防护破坏形式。结合高应变率下超高分子量聚乙烯纤维本构模型,并引入明胶弹性模型,建立手枪弹侵彻带软防护的明胶靶标运动模型。选取9 mm全铜弹（均一硬质结构）和92式5.8 mm手枪弹（钢芯铅柱被甲结构）为杀伤元,对运动模型进行数值计算和实验验证。结果表明,该运动模型能够准确描述手枪弹侵彻带防护的明胶靶标运动过程,可为有防护目标杀伤机理和防护性能研究提供理论参考。     

间隙厚度对改进爆炸零门可靠性窗口的影响

为了获得不同间隙厚度下爆炸零门可靠作用的时间窗口,通过LS-DYNA软件和试验,进行了装药尺寸为0.6 mm×0.6 mm,间隙厚度为0.6~1.1 mm的含圆形空气隙的改进爆炸零门的数值模拟和实验研究。仿真结果表明,间隙厚度小于1.0 mm,爆炸零门关闭时间不超过0.9μs,但随着间隙厚度的增加,爆炸零门成功关闭的概率会大幅度下降,甚至在1.1 mm时,爆炸零门失效。试验结果与仿真结果具有一致的规律性,间隙厚度达到1.0 mm时,零门可靠作用的时间窗口为[4.0μs,+∞);间隙厚度为1.1mm时,零门的成功率较低。     

毫米波辐射温度随表面温度变化的曲线拟合

针对目标表面温度实时变化引起毫米波辐射变化的规律尚未被研究的现状,使用3 mm直流Dicke式辐射计对不同表面温度条件下的目标辐射温度进行了测量,发现使用不同发射率材料的目标的辐射温度随表面温度变化的规律明显不同,材料发射率越高,目标辐射温度受表面温度的影响越大.利用最小二乘法求解涂层金属板等目标的温变系数,并拟合出辐射温度随表面温度变化的规律.误差分析表明,拟合曲线与实测曲线基本吻合,反映了使用不同发射率材料的目标的辐射温度随表面温度变化的规律.     

含运动弹头的手枪膛口射流噪声场特性

采用数值计算与试验研究相结合方法,分析某9 mm手枪膛口射流噪声场特性。基于计算流体力学与计算气动声学两步法,结合动网格技术,对含有运动弹头的手枪膛口燃气流场进行数值计算,即先采用大涡模拟方法计算膛口流场,得到声源积分面上的流体信息,再通过求解Ffowcs Williams和Hawkings声波动方程得到声源信息以及各个声监测点的声压信号,最终得到瞬态声场。为验证数值模型的可行性,将手枪试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明：数值模型考虑弹头运动可以使计算结果更具准确性;数值计算所得各测点值与试验结果之间的误差均小于5%,证明了数值模型的正确性与可用性;研究结果对装有消声器的膛口噪声预测及膛口消声器的设计具有较好的参考价值。     

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。     

一种间隙弱化爆炸零门的仿真与试验

为了提高爆炸零门的作用可靠性,利用ANSYS/LS-DYNA程序对装药尺寸为0.8 mm×0.8 mm,不同间隙厚度的传统间隙零门和间隙弱化零门进行了数值模拟和理论分析,并通过试验对仿真结果进行了验证。仿真和试验结果表明,在传统间隙零门的基础上,增加间隙厚度,并增设圆形空气隙来弱化零门间隙强度,有助于冲击波的衰减和零门间隙的打开,零门间隙厚度的可靠性窗口从0.6~0.7 mm提高为0.7~1.0 mm,明显提高了爆炸零门的作用可靠性。