药型罩结构参数对周向多线性爆炸成型弹丸成型及侵彻能力的影响

为了提高周向多线性爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部的毁伤效能,基于瞬时爆轰假设,通过ANSYS/LSDYNA软件对周向MLEFP成型过程进行数值模拟计算,得到线性爆炸成型弹丸(LEFP)的成型效果、飞行速度与药型罩壁厚梯度、最大壁厚及曲率半径之间的关系,并对药型罩的结构参数进行了正交优化,获得了一组使LEFP成型效果最佳的参数组合,对优化后的LEFP飞行速度进行了理论计算,并对其进行了侵彻靶板模拟,验证正交优化结果的准确性。结果表明,当药型罩长度为74mm、壁厚梯度为1.2mm、最大壁厚为2.95mm、曲率半径为131.5mm时,侵彻体成型效果最好。     

新型多线形爆炸成型弹丸战斗部的弹丸成型及毁伤研究（英文）

为了简化工艺并提高线形爆炸成型弹丸(LEFP)的成型质量和毁伤威力,设计了一种中心起爆的新型多线形爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部,药型罩具有弧顶厚度小于边缘厚度的特点。通过数值模拟方法计算了弹丸的成型及飞散效应,并对药型罩进行了优化。设计了后翻转形成密实弹丸的战斗部原理样机并进行了静爆实验。模拟结果表明,在中心起爆方式下,药型罩弧顶厚度大于边缘厚度时,药型罩易前翻转形成弹丸;药型罩弧顶厚度小于边缘厚度时,药型罩易后翻转形成密实弹丸。铁材料药型罩的成型效果优于铜材料。静爆试验结果表明,MLEFP战斗部形成的弹丸可贯穿离爆炸中心2.5m处的30mm厚的45号钢板。     

新型多线形爆炸成型弹丸战斗部的弹丸成型及毁伤研究

为了简化工艺并提高线形爆炸成型弹丸(LEFP)的成型质量和毁伤威力,设计了一种中心起爆的新型多线形爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部,药型罩具有弧顶厚度小于边缘厚度的特点.通过数值模拟方法计算了弹丸的成型及飞散效应,并对药型罩进行了优化.设计了后翻转形成密实弹丸的战斗部原理样机并进行了静爆实验.模拟结果表明,在中心起爆方式下,药型罩弧顶厚度大于边缘厚度时,药型罩易前翻转形成弹丸;药型罩弧顶厚度小于边缘厚度时,药型罩易后翻转形成密实弹丸.铁材料药型罩的成型效果优于铜材料.静爆试验结果表明,MLEFP战斗部形成的弹丸可贯穿离爆炸中心2.5m处的30mm厚的45号钢板.     

药型罩参数对周向MEFP成型的影响

采用ANSYS/LSDYNA有限元软件数值模拟研究了药型罩参数对周向MEFP成型的影响.通过对成型后的集群EFP性能统计分析,得到药型罩曲率半径、壁厚和口径对周向MEFP成型性能的影响规律和参数之间的合理匹配关系.结果表明,在爆炸载荷作用下,周向MEFP装药形成的中间层EFP速度明显大于边缘上下层EFP速度;而且当药型...     

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。     

灰度理论与二次规划算法组合模型对LEFP的几何优化

为了得到线性爆炸成型弹丸(LEFP)的预期形状,运用灰度理论和二次规划算法优化了线性装药战斗部的几何结构,建立了针对线性装药结构优化的灰度理论与二次规划算法组合模型。将线性装药视为装配体,药型罩、外壳以及炸药为具有相互配合关系的组件,用灰度理论对每个组件以及每个组件的几何特征进行权重计算,通过二次规划算法构建包含所有组件的目标函数。以某小型几何特征线性装药为例,用灰度理论与二次优化的组合模型所得的数值计算结果验证了优化线性装药几何结构的有效性。     

内置敏感器件的结构参数对偏心罩EFP成型的影响

为提高爆炸成型弹丸(EFP)的侵彻能力,采用AUTUDYN数值计算软件研究了内置敏感器件结构参数对EFP成型的影响规律,并通过典型末敏弹EFP战斗部侵彻靶板试验对计算模型的可靠性进行了验证。结果表明,敏感器件高度由0.15倍装药高度增加到0.50倍时,成型EFP速度增加1.29%,长径比减小30.9%;敏感器件直径由0.3倍装药直径增加到0.8倍装药直径时,成型EFP速度减小5.14%,长径比减小17.5%;随着敏感器件距起爆点距离由0.1倍装药高度增加到0.55倍时,成型后EFP的速度与长径比先减小后增加,且低值都出现在0.35倍装药高度处;对于阶梯形敏感器件,敏感器件直径比由0.4增加到1.0时,EFP速度减小3.2%,长径比增加39.1%;敏感器件高度比由0.4增加到1.0时,EFP速度减小4.2%,长径比增加38.4%。     

多模LEFP成型机理与侵彻威力研究

为研究多模3种毁伤元的成型特点和侵彻威力,建立了多点起爆LEFP数值模拟模型,用LS-DYNA软件模拟了一端起爆、中心起爆和两端同时起爆3种起爆方式下LEFP成型过程。利用威力试验,测试了3种起爆方式下靶板的切口形态和侵彻深度,讨论了3种毁伤元在不同炸高下侵彻能力的差异。数值模拟结果表明,一端和中心起爆侵彻体呈线性,在大炸高下易飞散;两端同时起爆时,根据爆轰波对撞理论,两个爆轰波对撞产生超压,形成高速侵彻体,在大炸高下仍具有较强的毁伤威力。同时根据3种基本毁伤元成型特点,可在装药上设置多个起爆点,通过控制起爆点数量、位置和时序形成不同数量、速度和飞散方向的高速EFP毁伤元。实验结果表明,侵彻深度符合数值模拟的侵彻体形成规律。     

爆炸成型PELE形成影响因素的数值模拟研究

为研究爆炸成型横向效应增强型侵彻体(爆炸成型PELE)的形成规律,基于一种中心点起爆的包覆式复合药型罩战斗部结构,采用AUTODYN数值模拟软件计算爆炸成型PELE形成过程;运用图像处理技术,提取侵彻体形成后的边界并计算出密实度作为衡量侵彻体形成优劣的评价依据,获得了药型罩材料、结构以及装药长径比对爆炸成型PELE形成性能的影响规律。结果表明,在中心点起爆条件下,采用变壁厚结构铁外罩、等壁厚结构铝内罩组合方式,内外罩顶厚度比为2∶3、装药长径比为0.5时,可获得密实度较高的爆炸成型PELE,其结构参数为:外罩内、外曲率半径分别为1.00D和1.15D,外罩顶厚度为0.06D,内罩内、外曲率半径均为0.42D,内罩顶厚度为0.04D。     

基于爆炸成型弹丸(EFP)的大锥角喇叭罩成型规律

为了进一步拓展适用于爆炸成型弹丸(EFP)的药型罩结构,基于弧锥结合罩结构,提出了一种可形成密实EFP的大锥角喇叭罩。根据药型罩结构特点,分析了大锥角喇叭罩与传统弧锥结合罩和球缺罩在压垮过程中的区别和特点;运用LS-DYNA数值模拟软件,计算得到了大锥角喇叭罩的结构参数(虚拟罩高、喇叭曲率半径、圆弧曲率半径和罩厚)对EFP侵彻体速度、长度、密实度等成型参数的影响规律。结果表明,大锥角喇叭罩罩厚对侵彻体的影响主要体现在头部速度,虚拟罩高和圆弧曲率半径则决定了侵彻体长度及密实度,而喇叭曲率半径则主要影响侵彻体头部的成型状态;与传统弧锥结合罩和球缺罩形成的EFP相比,相同质量的大锥角喇叭罩形成的EFP在头部速度、长度、长径比及密实度等方面均具有一定优势,可将侵彻体密实度提高1～3.5倍,具有应用于EFP战斗部的潜力;其适用于较佳EFP成型时各结构参数的取值范围为:虚拟罩高0.14～0.16倍装药直径,喇叭曲率半径1.5倍装药直径以上,圆弧曲率半径0.4～0.8倍装药直径,罩厚0.04～0.045倍装药直径。     

Structure optimization of linear shaped charge based on different explosives

In order to improve the damage ability of traditional shaped charge, a special linear shaped charge is designed. The driving characteristics of B explosive, HMX based explosive (JO-8) and CL-20 based explosive on linear explosively formed projectile (LEFP) are compared. The forming effect of LEFP is analyzed, the structural parameters of LEFP are designed, and the structure of shaped charge is optimized by combining genetic algorithm (NSGA-II) and sequence quadratic programming (NLPQL). The Pulsed X-ray experiment of scale LEFP is carried out. The results show that: (1) under the same structure, the LEFP formed by the shaped charge using CL-20 explosive has better performance; (2) the LEFP formed by optimized B explosive is superior to that formed by unoptimized JO-8 explosive, while LEFP formed by optimized JO-8 explosive is superior to that formed by CL-20 explosive, which indicates that explosives with lower energy density can also produce better LEFP after optimization; (3) The experimental results are consistent with the numerical results, which verifies the reliability of the numerical simulation and the effectiveness of the optimization method.     

Method of converting a multimode penetrator through point initiation

This study presents the problem of achieving multimode penetrator conversion. By using the same shaped charge and by changing the position of point initiation, the trial demonstrates two types of the penetrator, which are the explosively formed penetrator (EFP) and the rod-shaped EFP. Compared with the EFP, the penetration depth of the rod-shaped EFP is 2.17 times higher, and the penetration aperture only decreases by 31.8%.     

基于钽球缺药型罩的多模式毁伤元成型规律

为研究钽球缺药型罩毁伤元成型规律,通过爆轰波碰撞理论和马赫高度计算模型分析了起爆半径对毁伤元成型的马赫超压和马赫高度的影响;利用LS-DYNA有限元程序研究了钽球缺药型罩结构参数(内曲率半径、外曲率半径、罩壁厚)对毁伤元成型的影响。结果表明,中心单点起爆可以形成EFP,环起爆半径为0.8倍装药半径可形成杆式EFP;毁伤元速度和密实度与药型罩内曲率半径呈正相关,与药型罩外曲率半径和药型罩壁厚呈负相关,毁伤元长径比与药型罩内外曲率半径以及壁厚呈负相关;在药型罩内曲率半径R1和外曲率半径R2关系为1.04相似文献   

水下线形聚能装药切割钢靶的数值模拟及试验验证

应用ANSYS/LS-DYNA软件对不同结构线形聚能装药所形成的聚能侵彻体及切割钢靶过程进行了数值模拟。基于数值模拟设计了不同结构的线形聚能切割器,进行了切割器切割钢靶的验证试验。结果表明,在水介质中,随炸高的增加侵彻体头部速度衰减加快,切割能力下降;侵彻体切割深度沿装药长度方向呈增长趋势,随装药长度的增加将逐步达到稳定状态。     

基于POLYFLOW模拟不同微孔形状及拉伸速率的共挤出流动

以聚酰胺6(PA6)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种聚合物为原料,应用POLYFLOW软件模拟并列型PA6/PET熔体共挤出过程的现象,讨论了2种熔体在不同入口角、不同长径比的微孔结构下的挤出胀大比的变化规律。结果表明:长径比较小时,入口角对挤出胀大比有一定的影响;长径比较大时,入口角对挤出胀大比几乎没有影响;随着长径比的增加,挤出胀大比逐渐减小。随着拉伸速率的增加,挤出胀大比减少;拉伸速率过大时,容易产生熔体破裂,因此,适当的拉伸速率可以减小挤出胀大比。     

复合药型罩EFP的形成及数值模拟

设计了两种可形成复合EFP的复合药型罩装药结构,即内层等壁厚、外层变壁厚以及内层变壁厚、外层等壁厚的复合药型罩。通过数值模拟及破甲毁伤实验,对复合EFP的形成和透靶毁伤效果进行了研究。结果表明,两种装药结构都可以形成复合EFP。与内层等壁厚、外层变壁厚组成的复合药型罩相比,内层变壁厚、外层等壁厚形成的药型罩效果更好,其后效毁伤区域更大。与单层EFP相比,复合药型罩形成的EFP对目标的毁伤后效效果更好。