材料对截顶辅助药型罩形成聚能侵彻体的影响

为了讨论不同材料对截顶辅助药型罩装药结构形成的影响情况，采用非线性动力学软件AUTODYN-2D对其进行数值仿真，分析了对铜、铝、钛3种材料作为主药型罩和钨、钽、铁3种材料作为辅助药型罩时形成的射流形态的情形，并选出最优材料，然后在选出的材料结构下讨论了辅助药型罩位置的变化对射流成型的影响；研究表明：对于截顶辅助药型罩装药结构来说，选取钛和钽的材料组合优于其他材料组合；辅助药型罩位置的变化对射流的成型影响并不大；研究结果可为聚能射流研究提供参考。     

罩顶药高影响药型罩的射流转化特性

为了给射流形成机理的深入分析及高效聚能装药结构的研究提供参考,基于分段药型罩形成射流时的杵体水回收实验,应用非线性动力学有限元软件LS-DYNA及动态示踪点处理方法研究药型罩形成射流时的材料分配关系.在数值模拟与实验结果对比有较好一致性的前提下,重点研究了无壳装药结构罩顶药高对锥形药型罩形成射流时的材料分配规律.结果表明,罩顶药高在0.2～2.0倍装药直径范围内时,等壁厚锥形药型罩形成射流时的材料分配规律均为自顶向底成指数分布.装药高度增加时,药型罩壁厚方向有更多比例的材料形成射流,而在轴向方向的材料比例不受影响.罩顶药高大于1.6倍装药直径时,射流转化率及对钢靶板穿深增幅均不明显.     

不同壁厚比的双层药型罩聚能射流对靶板毁伤效应研究

对线型聚能装药的楔形药型罩,分别按不同比例(1∶1,1∶2,2∶1)沿罩壁厚方向进行切割,利用ANSYS/LS-DYNA 3D软件对各自的射流形成、拉伸、侵彻靶板的过程进行数值模拟仿真,并与完整的药型罩进行对比,研究了双层药型罩切割壁厚比变化,是否会影响药型罩的射流形成及其侵彻靶板的性能。结果表明:当对药型罩壁厚进行1∶1切割时,射流的速度梯度小,开孔直径提高了60%,侵彻威力提高约27%。研究结果可为线型装药的楔形药型罩的优化设计提供一定的参考。     

截锥型药型罩形成毁伤元特性仿真研究

为设计一种射流型多模式战斗部,对90°锥形药型罩进行截顶及变换,应用ANSYS/LS-DYNA 3D有限元分析软件分别就不同结构药型罩在不同起爆方式形成不同毁伤元进行数值仿真模拟。对比研究结果表明:通过用圆弧取代截锥形药型罩顶部形成的药型罩,选择装药顶端中心点起爆,形成高速杆式侵彻体;选择装药底端环起爆,形成细长连续高速射流,实现了多模式战斗部毁伤元的转换。并且用圆弧取代截锥形药型罩顶部或采用逆序起爆方式都能够有效解决爆轰产物泄出问题,形成高效毁伤元。     

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。     

杆式射流与射流转换的双模战斗部优化设计

综合运用理论分析、仿真计算和试验研究,优化设计了实现杆式射流（JPC）与射流(JET)转换的双模战斗部。理论分析了单点起爆与环起爆条件下药型罩压垮变形情况,数值仿真优化了成型装药结构参数,包括药型罩锥角、药型罩弧度半径、药型罩壁厚和装药高度,找出了实现JPC与JET双模转换的起爆方式及结构参数匹配关系：采用单点起爆形成JPC,环起爆形成JET,选取药型罩锥角为80°~100°,药型罩弧度半径为0.1倍装药口径,药型罩壁厚匹配锥角设计,装药高度为0.9倍装药口径。针对优化结构进行了X光成像试验研究,试验结果与仿真结果误差在8%以内。综合运用理论分析、仿真计算和试验研究,优化设计了实现杆式射流（JPC）与射流(JET)转换的双模战斗部。理论分析了单点起爆与环起爆条件下药型罩压垮变形情况,数值仿真优化了成型装药结构参数,包括药型罩锥角、药型罩弧度半径、药型罩壁厚和装药高度,找出了实现JPC与JET双模转换的起爆方式及结构参数匹配关系：采用单点起爆形成JPC,环起爆形成JET,选取药型罩锥角为80°~100°,药型罩弧度半径为0.1倍装药口径,药型罩壁厚匹配锥角设计,装药高度为0.9倍装药口径。针对优化结构进行了X光成像试验研究,试验结果与仿真结果误差在8%以内。     

半楔角对星锥状药型罩成型的影响

为研究半楔角对星锥状药型罩成型的影响,利用LS-DYNA有限元分析软件对不同半楔角(15 °,25°,35°,45°,55°,67.5°)的星锥状药型罩聚能装药结构形成射流的过程进行数值模拟,分析了其射流成型过程以及半楔角对星锥状药型罩的成型的影响.研究表明:星锥状药型罩的二次汇聚形成的射流速度比一次汇聚射流速度提高了...     

F装药双层药型罩射流性能的数值研究

为了研究F装药双层药型罩射流的形成过程,应用LS-DYNA软件对F装药条件下的双层药型罩射流进行了数值模拟,探讨了不同外罩材料和不同内外罩间距对双层药型罩射流特性参数的影响。结果表明:F装药条件下,双层罩外罩材料及罩间距对射流的特性有不同程度的影响,合理调整外罩材料与罩间距有助于改善射流性能。     

药型罩锥角对聚能射流影响的数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,对不同锥角的药型罩形成射流过程分别进行了数值模拟和对比分析.结果表明D锥角药型罩产生的射流短而粗,射流延展性差;B锥角药型罩产生的射流细而长,射流延展性好;此结论与文献[9]得到的结论相吻合,验证了该数值仿真模型的正确性,为新型锥形装药产品的开发提供了一种高效的设计方法.     

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.     

一种M型药型罩形成环形射流的数值模拟研究

对串联战斗部前级聚能装药开孔不大的问题开展了研究,提出了一种M型药型罩,通过分析该药型罩结构设计的原理,运用ANSYS／LS-DYNA仿真软件对该药型罩形成环形聚能射流进行了数值模拟研究。结果表明：M型药型罩能够形成直径较大的环形射流,射流持续稳定;军用领域,能够用作串联战斗部的前级药型罩,对靶板切割成一定孔深且孔径大的环形孔,方便后级随进战斗部对靶板形成充塞破坏;民用领域,可以对一定厚度的靶板进行快速打孔。     

一种组合药型罩聚能战斗部

现随着现代舰船抗爆炸冲击能力的日趋增强,必须大幅提高鱼雷战斗部威力才能有效打击敌方舰船,为此设想了一种组合药型罩聚能战斗部应用于新型鱼雷.设计了聚能战斗部的结构,分析了其作用机理,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行了数值仿真计算,得到了其侵彻单层靶板的应力云图.仿真结果表明,该组合药型罩战斗部能利用前级聚能射流为后续爆炸成型射弹(EFP)弹丸随进破坏提供运动空间,对目标的破坏效应明显强于普通聚能战斗部.该研究结果可为新型高效鱼雷战斗部设计提供参考.     

环形射流和中心爆炸成型弹丸组合战斗部对混凝土墙的破孔特性

为解决墙体大孔径开孔问题,设计了一种可以对混凝土墙体形成较大开孔的环形射流和中心爆炸成型弹丸(EFP)组合战斗部。针对环形射流成型过程中容易发生扭曲偏斜的问题,提出了变壁厚环形药型罩,通过两个偏心圆来实现环形药型罩的变壁厚,并用偏心距来决定壁厚变化的梯度。通过数值模拟,对4种不同壁厚变化梯度的环形药型罩成型过程进行分析,研究环形射流和中心EFP组合战斗部对混凝土墙体的破孔特性,得到壁厚变化梯度对环形射流形态的影响规律,确认最优的环形药型罩结构,保证环形射流具有良好的密实度和形态的同时也具有一定的外扩角度。试验验证了组合战斗部的破孔能力,结果显示组合战斗部可以对混凝土墙体形成直径大于2.5倍装药口径的通孔。     

聚能装药在炮兵子母弹中的应用研究

通过对炮兵子母弹子弹破甲战斗部结构、作用过程和聚能破甲原理的描述,探讨了子弹破甲战斗部装药种类的选择和药型罩的确定,认为将聚能装药应用于炮兵子母弹中,具有结构简单、作用合理等特点,所设计的药型罩具有较高的金属射流速度,能满足子弹破甲威力的要求.     

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。     

聚能型战斗部水下射流速度测量的断通靶方法

在断通靶测速系统工作原理、组成特点分析的基础上,研究了海上模型试验中聚能射流速度测量方法及系统的海上工程应用方法,进行了实测数据分析。结果表明：采用断通靶测速系统进行聚能型战斗部水下射流速度测量方法可行,可为聚能型战斗部水中兵器的毁伤分析、数值模拟校核及战斗部结构设计等提供有效的技术支撑。     

药型罩网格数量对数值模拟精度的影响

为研究药型罩壁厚网格数量对某大口径破甲战斗部数值模拟可信度的影响,应用非线性动力学有限元软 件AUTODYN,对口径为140 mm 的单锥罩射流形成及侵彻1 000 mm 厚钢靶的过程进行数值模拟,并开展静破甲试 验。通过将药型罩壁厚的网格数划分为5 种方案分别计算,考察网格数对单锥罩射流形成及侵彻的影响规律。结果 表明：网格数量较少时,射流提前断裂,侵彻深度较低,且与试验差距较大;当药型罩壁厚的网格划分数为n=6、7 时,与试验结果最吻合。     

双层药型罩EFP战斗部性能参数的灰色系统理论分析及实验研究

通过LS-DYNA有限元软件计算得到不同装药结构的双层药型罩爆炸成型弹丸(EFP)战斗部成型侵彻体的特征参数,利用灰色系统理论分析了药型罩材料密度、曲率半径、厚度比以及装药密度、装药长径比(L/D)对成型侵彻体不同特征参数的影响规律。基于灰色系统理论分析结果设计了不同装药结构的双层药型罩EFP战斗部并进行了毁伤效应实验研究。实验结果表明当内外药型罩的厚度比为1.33时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体的侵彻深度达到0.67倍装药口径,是具有相同装药结构EFP战斗部成型侵彻体侵彻深度的两倍左右;具有Cu-Cu或Cu-Fe药型罩组合方式的双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体在侵彻深度方面的能力大致相当,但是Cu-Cu药型罩组合方式的战斗部成型侵彻体侵彻钢板的形状近似呈圆形。