双层含能药型罩K装药射流成型及侵彻性能试验

为提高含能材料形成射流对目标的侵彻深度,设计了一种基于K装药结构的Al/Ni?Cu双层含能药型罩聚能装药结构,其内层罩为无氧铜,外层罩为Al/Ni含能结构材料。分别开展了Al/Ni?Cu双层含能药型罩与Cu?Cu双层药型罩的聚能射流成型X光试验、侵彻钢锭静破甲试验和对典型混凝土靶标的侵彻威力试验。研究结果表明,双层含能药型罩K装药起爆后可形成连续射流,侵彻的钢靶和混凝土靶中有明显的开坑区形成,但射流对侵彻过程的扩孔作用不明显。Al/Ni?Cu双层含能药型罩可发挥动能和化学反应的联合侵彻毁伤效应,与Cu?Cu罩相比,在靶中形成射流堆积更少,对钢靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了20.1%和23.0%,对混凝土靶的侵彻深度和侵彻体积分别提高了17.2%和45.6%。     

不同材料双层药型罩EFP成型及侵彻性能数值模拟

为了研究内外罩材料对串联EFP的成型及侵彻性能的影响,文中设计了5种不同材料组合的双层药型罩,运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件模拟了各组不同材料双层药型罩EFP的成型形态,并与X光试验对照,验证了数值模拟结果的准确性。从数值模拟结果中择优成型性能较好的串联EFP进行静态侵彻试验,从试验结果来看,铝-纯铁组侵彻体开坑直径和入口口径较大,且已击穿钢筋混凝土靶体,表现出了较好的侵彻性能。     

药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响

针对线型聚能装药制造过程中常见的药型罩和药柱不同轴情况,采用侵彻试验,结合有限元软件对非对称线型聚能装药射流的形成和侵彻进行了三维数值模拟。研究结果显示对于此结构和尺寸的线型聚能装药,当药型罩轴线与装药轴线偏移距离为1mm时,侵彻宽度增加了12%,侵彻深度相比对称情况降低了约58%。当药型罩与聚能装药的偏离距离为1mm,且同时存在5°的夹角时,射流侵彻形成三个主体切槽,开坑宽度为17.4mm,侵彻深度比对称情况降低了74%。随着药型罩和装药不对称程度的增加,射流在靶板上的侵彻宽度以及侵彻中心偏移装药轴线的距离增加,穿深降低。     

铜基非晶合金的动态性能及杆式射流仿真研究

为探索高强度、高硬度和高非晶形成能力的铜基块体非晶合金用作药型罩材料的可能性,通过铜模吸铸法制备Cu₄₅Zr₄₃Al₄Ag₈块体非晶合金棒,研究其静态压缩断口形貌及在不同应变率下的动态压缩特性,用Autodyn-2D动力学仿真软件模拟铜基块体非晶合金药型罩的杆式射流过程。结果表明:Cu₄₅Zr₄₃Al₄Ag₈块体非晶合金静态压缩断面均匀分布着脉络状花样,随应变率增大,动态抗压强度先升后降,具有应变率敏感性;仿真研究的铜基块体非晶合金药型罩杆式射流成形能力好,不易出现颈缩,用作药型罩材料可保证良好的侵彻性能。     

小口径双金属药型罩EFP的侵彻效应研究

为提高小口径EFP的侵彻效应及其稳定性,该文以其成型机理为基础,进行了双金属药型罩的材料选用和形状确定,并在材料、形状、装药结构以及药型罩整体厚度不变的条件下,对不同Cu、Al厚度比的双金属药型罩进行了静破甲试验研究及其侵彻稳定性评估,结果表明:Cu、Al厚度比为1∶1.5时,EFP的形状理想,侵彻效果理想且稳定。     

K装药杆式射流形成及侵彻研究

针对K装药结构,基于改进的射流成型理论,建立了 K 装药射流形成与侵彻理论模型,并通过 Mathematica软件编程计算射流成型过程。结果表明：相对于传统锥形罩装药,同样药型罩结构的 K 装药形成射流的头部速度提高了31.02%,质量堆积点降低了23.8%,射流长度增加了30.5%。优化设计适用于 K 装药的偏心亚半球型药型罩,形成了速度较高、质量比大、质量堆积点降低且更易拉长的杆式射流,并进行了静爆试验验证,理论计算与试验的侵彻深度结果误差为5.8%。     

星锥状药型罩形成射流侵彻混凝土的数值模拟

为了提高串联随进战斗部前级聚能装药结构对混凝土介质的破坏威力.文中利用LS-DYNA有限元分析软件对一种星锥状药型罩聚能装药结构形成射流侵彻混凝土靶板的过程进行数值模拟,分析了其成型过程以及对混凝土靶板的侵彻结果.通过与传统单锥状药型罩聚能装药结构形成射流侵彻混凝土靶板数值模拟结果的对比,表明由星锥状药型罩所形成的射流对混凝土靶板具有更强的破坏能力.为新型复合战斗部的前级聚能装药结构设计提供了依据.     

双层药型罩侵彻体形成过程的数值仿真

为了找出一种适合于串联侵彻体形成及侵彻过程研究的数值方法,使用AUTODYN流体代码对双层罩在爆轰产物作用下的形成规律进行了数值仿真.数值仿真的目的是比较Lagrange算法、Euler-Lagrange Coupling算法和Euler算法,这3种算法哪种更适合于研究该文的物理情况.研究对象是由一个主装药和两层药型罩...     

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。     

药型罩间距对MEFP侵彻特征的影响研究

为研究多弹头爆炸成型弹丸(MEFP)的侵彻深度与其药型罩间距之间的关系,使用Autodyn仿真软件对17种不同药型罩间距条件下的MEFP侵彻过程进行仿真。研究表明,MEFP侵彻所形成的弹孔向中间倾斜,随药型罩间距增大,弹孔倾斜程度减小,弹孔直径增加。当药型罩间距等于单枚弹径时,弹孔倾斜角度约为3.8°,弹孔直径约为0.96倍单枚弹径;当药型罩间距大于1.2倍单枚弹径后,弹孔基本不发生倾斜,孔径增加减缓。对小于单枚弹径的药型罩间距与侵彻深度进行参数拟合,发现药型罩间距与侵彻深度之间表现为明显的正相关线性关系,随药型罩间距增大,侵彻深度增加;当药型罩间距等于单枚弹径时,最大侵彻深度达到单枚爆炸成型弹丸(EFP)侵彻深度的96.6%左右;药型罩间距大于单枚弹径后,侵彻深度增加变缓,最终稳定在0.85倍单枚弹径左右。     

多孔药型罩聚能射流低炸高大穿深机理研究

理论上分析了初始冲击温升对高速段射流的动态屈服强度的影响,并对孔隙度为11.4%铜粉末药型罩与紫铜药型罩进行了侵彻对比试验。试验结果表明,在1.3~3倍的装药口径范围内,铜粉末射流的性能要优于紫铜射流,最大穿深为紫铜射流的1.12倍。铜粉末药型罩比紫铜药型罩具有更高的冲击温升,使高速段的射流的粘性和动态屈服强度降低,提高了射流的延伸能力。     

Zr基非晶合金药型罩射流的成型研究

射流成型情况关系到对目标的侵彻毁伤效果.非晶合金材料有着不同于金属材料的独特力学特性,其用于聚能装药中形成的射流形态十分特殊,可以在保证一定侵彻深度的同时提高开孔孔径.将数值模拟和试验验证相结合,对Zr基非晶合金药型罩射流成型特性展开研究.将Zr基非晶合金和Cu药型罩形成的射流进行对比分析,发现具有明显差异.这是由于非...     

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。     

Influence of Structure Parameters of Double-angle Liner on Jet Formation

By using LS-DYNA simulation software,the influences of some structure parameters,such as top cone angle,wall thickness,liner height and height ratio of top cone,of double-angle liner on the jet formation were studied respectively.Their influences on jet tip velocity,tail velocity and penetration depth were revealed.The simulation results show that the formation is better if the top cone angle is selected as 28°,the wall is 2.6mm,the liner height is 140mm,and the height ratio of top cone is 60%.In large stand-off distance,the jet has a higher tip velocity,and the tip does not break.With the stand-off distance of 8 times of the charge diameter,the experiment penetrating steel target was carried out.The experiment and simulation results are in good agreement.     

椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性

为研究椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性,以及截面短轴一定时,长短轴之比对椭圆形截面聚能装药射流成型及侵彻特性的影响,开展了截面短轴直径为56 mm,长短轴之比分别为1、1.5、2的椭圆形截面聚能装药在炸高为80 mm下的侵彻深度(DOP)试验,利用ANSYS/LS?DYNA有限元软件对相关椭圆形截面聚能装药的射流成型及靶板侵彻过程进行了数值模拟。结果表明:椭圆形截面聚能装药形成的射流,除射流头部在运动拉伸过程中持续呈凝聚态外,其余部分在运动拉伸后期呈非凝聚态,非凝聚的射流由关于截面长轴面对称分布的两束具有横向速度的流体组成;射流的非凝聚现象将明显降低射流的侵彻能力;截面短轴直径为56 mm,长短轴之比从1变化至1.5时,侵彻深度由150 mm下降至47.5 mm,下降了68.3%,长短轴之比大于1.5时,侵彻能力无明显变化。     

聚能射流的侵彻速度

该文分析了几种u～V_j关系,简述了P～t实验方法,测量了铝、45~#钢和装甲钢三种靶材的P～t数据,通过处理得到了u～V_j关系曲线.经分析发现该曲线近于一条以不可压缩流体线为渐近线的双曲线,从而得到了u～V_j关系.还用最小二乘法将45~#钢的u～V_j关系处理成V_j的三次多项式,更便于用来计算大炸高下颗粒射流的侵彻深度.     

新型复合药型罩结构参数对射流侵彻的影响

为了提高射流的穿孔直径,提出了包含球缺体和截锥体的复合药型罩,通过试验和数值仿真对该复合药型罩进行了研究。利用数值仿真的方法,通过三因素三水平正交设计试验,研究了球缺体外圆母线半径、装药长径比、炸高和壳体对侵彻深度的影响,并进行了线性回归分析。结果表明:数值仿真与试验具有较好的相符性,随着球缺体外圆母线半径的增大,侵彻深度减小; 装药长径比从0.8增加到1.2,侵彻深度变化不明显; 随着炸高的增加,侵彻深度增大; 增加壳体可使入孔直径增大100%以上,侵彻深度下降小于等于20.29%; 球缺体母线半径和壳体厚度是新型复合药型罩中影响侵彻深度的主要结构参数。     

带隔板装药的杆式射流成型试验及侵彻特性分析

带隔板偏心的亚半球罩装药可形成杆式射流,为研究其成型及侵彻特性,以等质量原则设计了3种偏心的亚半球药型罩,开展杆式射流成型的X光试验及静破甲试验,对比不同变壁厚方式偏心亚半球罩杆式射流的成型形态及侵彻能力,找出了形成最佳杆式射流的药型罩变壁厚。研究结果表明,罩顶和罩口厚、中间薄形状形成杆式射流的杵体小,成型效果最佳,侵彻能力强,孔径均匀。通过理论研究杆式射流的成型参数,获得了杆式射流的速度和质量分布,罩顶和罩口部厚、中间薄形状药型罩形成杆式射流的质量较传统单锥罩提高22%,头部速度提高10%.     

正交法在粉末药型罩制备工艺中的应用

为了分析影响粉末药型罩性能的工艺参数,优化粉末药型罩制备工艺,提高粉末药型罩的质量.利用正交试验设计法确定了试验方案,根据试验方案完成了射流侵彻试验,并根据试验结果进行了数据分析.分析表明:4个因素的影响程度大小依次为药型罩材料成分配比、烧结温度、球磨时间、成型压力.根据试验结果分析,确定了较优的粉末药型罩生产工艺条件并进行了验证试验.通过试验可以得知,粉末药型罩的最优工艺条件为:药型罩材料成分配比为W:Cu:Bi=60:30:10,球磨时间为60min,成型压力为10MPa,烧结温度为200℃.