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。     

截顶M型药型罩几何参数对射流形成的影响

用有限元显式动力分析程序Autodyn,对截顶M型药型罩在压垮过程中出现的射流多次碰撞现象进行研究,通过改变顶部结构几何参数,对比分析参数对射流汇聚产生的影响,探讨射流碰撞使射流加速的原因.将M型顶部结构截去一部分构成截顶M型药型罩,压垮过程可分为顶部、轴线射流汇聚两部分.结果表明:在足够的碰撞压力下,瞬时二级药型罩结构被压垮,产生速度更高的二次射流,且药型罩顶部高度增大显著提升经多次汇聚后的射流头部速度.顶部结构参数:顶部倒锥角θ、截顶高度h、截顶宽度d的最佳取值分别为60°～90°、8～13 mm、约10 mm.     

药型罩结构参数对多模毁伤元形成的影响

运用LS-DYNA仿真软件研究了弧锥结合罩的结构参数时侵彻体形成的影响规律.对于起爆方式为中心点和不同位置的环形起爆,通过改变弧锥结合罩的圆弧曲率半径和锥角,对比分析了形成的侵彻体的性能,得出弧锥结合罩的结构参数对EFP成型的影响规律.结果表明,弧锥结合罩的圆弧曲率半径和锥角存在最优值,圆弧曲率半径在45～55 mm、锥角在145°～155°范围内取值较好.优化设计了一种戍型装药结构,并进行了试验验证,试验结果与数值模拟结果吻合较好,为进一步研究多模成型装药提供了参考.     

新结构药型罩射流对等效前舱的抗干扰研究

为有效降低弹药前舱对聚能射流的干扰作用,提高射流穿过前舱后的侵彻威力,设计了一种新结构药型罩.通过将前舱等效为均质靶板的等效方法,得到了均质等效靶的等效厚度.利用AUTODYN-2D数值仿真软件分别对新结构药型罩和常规药型罩射流侵彻等效前舱作用过程进行了数值计算,并对射流穿过等效前舱后的侵彻孔形进行了理论计算.结果表明,与常规药型罩相比,新结构药型罩降低了等效前舱对射流的能量消耗,提高了射流穿过等效前舱后的头部速度和射流能量,对带等效前舱钢筋混凝土目标的侵彻深度提高了11.7%以上,理论计算和试验孔形基本吻合.新结构药型罩射流对前舱的抗干扰能力明显优于常规药型罩.     

药型罩结构参数对整体式MEFP成型的影响

为提高整体式多爆炸成型弹丸(MEFP)毁伤能力,采用LS-DYNA仿真软件,模拟了药型罩结构参数对弹丸成型的影响。基于研究结果优化设计了一种整体式装药结构,并对其进行了试验验证。结果表明:药型罩结构参数对弹丸的影响主要体现在弹丸形态上,随着药形罩曲率半径的增加,中心弹丸长径比及周边弹丸长度分别降低了40%和41.2%。周边弹丸形状逐渐由杆形弹向球形弹丸发展。随着壁厚的增加,中心弹丸长径比及周边弹丸长度则分别降低了22.2%和19.7%。周边弹丸拖尾逐渐减小,弹丸飞行稳定性增强。优化得到药型罩曲率半径和壁厚的最优值分别为77~82 mm和2.2~2.6 mm。设计的战斗部可有效穿透15mm厚45#钢靶,与数值模拟结果吻合较好。     

药型罩结构参数对侵彻体成型的影响

以弧锥结合罩型聚能装药为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA计算分析了药型罩的罩高、锥高比例对侵彻体长度、长径比、头部直径及头部速度的影响规律。结果表明：随着罩高的增大,侵彻体的长度、长径比逐渐增大,头部直径逐渐减小,头部速度则先减小后增大;对于药型罩罩高大于0.15倍装药口径的装药结构,随着锥高比例的增大,侵彻体的长度、长径比及头部速度都逐渐增大,头部直径逐渐减小。试验验证表明,数值模拟得到的规律与试验结果符合较好。     

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。     

平顶尺寸与起爆环半径对复合药型罩形成射流的影响

为研究复合药型罩平顶尺寸与起爆环半径对射流头部速度及成形的影响,对不同平顶尺寸和起爆环半径的铜-铝复合药型罩进行数值模拟.利用AUTODYN-2D模拟药型罩的变形和射流的形成及断裂的过程,仿真平顶尺寸对射流的影响、起爆环大小对双层药型罩形成射流的影响、平顶尺寸与起爆环半径对射流成形的影响,并分析外罩挤破内罩状况.结果表明:小起爆环半径时,药型罩平顶尺寸越小,射流头部速度越高;大起爆环半径时,较大的平顶尺寸可获得较高的射流头部速度,平顶尺寸增加到装药口径20％左右时,成形中会出现内罩挤破外罩的现象.     

起爆方式对半球型药型罩射流形成影响的数值模拟

为了研究起爆方式对杆式射流形成的影响,利用ANSYS／LS-DYNA有限元软件,对同种装药结构条件下的半球形药型罩进行正向单点起爆、4点起爆、8点起爆,逆向4点起爆和8点起爆后形成的射流进行数值模拟．计算结果表明：起爆方式对射流的性能有着重要的影响,不同起爆方式在装药中形成不同的射流;正向8点起爆形成的射流头部速度和射流长度都比其他起爆方式好．     

药型罩形状对侧向环形射流性能的影响

为优选出利于环形侵彻的药型罩形状,设计了4种简单几何形状药型罩,对环形射流成型与侵彻过程迚行了数值模拟。研究结果表明:楔形罩射流形态优于椭圆形罩,大锥角聚能射流最大拉伸长度优于小锥角,但头部速度相对较低;对于90°和60°等壁厚楔形罩,锥角较大时射流获得的总动能较大,但有效动能不及小锥角药型罩,有效动能比分别为69%和81%。研究结果为侧向环形聚能切割器结构设计提供依据。     

双层球缺药型罩形成杆式射流断裂特性研究

为提高大炸高攻击坦克顶甲的威力性能,针对大炸高下双层罩形成杆式射流的断裂情况,设计了球缺型药型罩装药结构,利用LS-DYNA软件对杆式射流的成型与断裂进行模拟仿真,对比单层罩与双层罩形成射流断裂情况。利用静破甲试验,同时运用闪光X光照相技术记录了两种罩结构的射流断裂情况。研究结果表明:在大炸高条件下,两种药型罩形成射流均发生断裂,而采用铜/铝双层球缺罩形成的复合杆式射流断裂情况更均匀、稳定且头部射流粒子间速度梯度明显变小;相同装药条件下,铜/铝双层球缺罩形成射流的侵彻能力相比单层纯铜球缺罩射流提高11.2%。     

串联药型罩中心圆柱高度对射流的影响

为了进一步提高药型罩有效射流量以及对钢靶的侵彻深度,设计了五种不同中心圆柱高度的串联药型罩,并利用有限元软件LS-DYNA对不同中心圆柱高度的串联药型罩装药结构射流的成形以及对钢靶的侵彻过程进行了数值模拟研究,然后配以相应的炸药装药进行试验研究。对研究结果进行了简要的比较分析,结果表明,合适的中心圆柱高度要比太高或者太低的中心圆柱高度的装药结构形成的射流头部速度更高,侵彻钢靶更深,且数值模拟与试验研究所得结论基本吻合。     

不同上下罩高对复合药型罩射流形成影响的数值模拟

在两种双锥罩的基础上,设计4种变壁厚和等壁厚相结合的复合双锥药型罩。应用LS-DYNA3D有限元程序,采用ALE方法对复合药型罩的小锥角聚能装药,在5种不同上下罩高比例的情况下射流形成过程进行数值模拟。结果表明:采用罩壁外母线为直线、上锥罩为等壁厚和下锥罩为变壁厚相结合的复合药型罩,射流速度梯度高于两种双锥罩和其他3种复合药型罩,且当上下罩高比例为5/5时,射流头部速度达到最大,为7 174 m/s;4种复合药型罩在上下罩高比例为7/3时,均出现射流较短并且射流中段较早发生失稳断裂的情况。     

线型药型罩材料及其结构参数对成形性能影响的数值研究

采用正交优化的方法,对某线型聚能装药切割器装药的主要参数进行优化设计,并利用ANSYS/LS-DYNA软件对各方案进行了数值模拟,对于同一正交优化表设计的方案采用不同的罩材进行对比计算,获得了各自的最佳参数组合,经分析得到了最佳的参数方案,达到了参数优化的目的。     

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.     

冷挤压聚能药型罩的射流特性研究

介绍了药型罩的一种新的加工工艺－冷挤压加工与其它加工工艺相比，具有表面洁度高、几何精度高、晶粒度细、再结晶温度低的特点。静破甲威力实验和脉冲Ｘ光照像表明，冷挤压药型罩的聚能射流比车制罩有更深的破甲能力，更长的断裂时间，更高的动态延伸率。     

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。