侧向环形聚能切割器射流成型特性研究

为获得侧向环形聚能切割器射流成型的特点和规律,运用LS-DYNA有限元软件模拟大口径侧向环形切割器两点对称起爆射流成型过程,借助综合性仿真平台Altair Hyper Works,揭示侧向环形射流3个方向速度和形态随切割器圆心角θ的变化规律。结果表明:侧向环形切割器内外侧微元质量不对称性和爆轰时间不同步性是环形射流偏斜和形态不稳定的主要原因;射流轴向速度、径向速度、切向速度随圆心角θ的变化呈不同的规律;随θ增大,射流扭曲变形越来越严重。将电脑仿真技术应用到模拟环形射流成型的高速复杂过程中,研究结果为环形切割器的优化设计提供重要依据。     

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.     

聚能射流侵彻混凝土靶实验研究

文中通过实验手段研究了聚能装药战斗部对混凝土跑道靶的侵彻效应,并在不同炸高条件下进行了一系列实验.实验结果表明在一定的范围内,炸高越高,侵彻的孔径越小.提高炸高对侵深有利,但是炸高过高,侵彻深度反而下降.文中最后对试验结果进行了比较详细的分析,对多级侵彻战斗部的设计具有一定的参考价值.     

聚能射流临界侵彻速度的实验研究

聚能射流侵彻不同强度钢靶板的过程中,临界侵彻速度u_j~*是一个重要的特征量,它反映靶板材料抗侵彻方面的性能。本文提出一个近似确定u_j~*的模拟实验方案,并且由此方案得出五种强度钢靶板的临界侵彻速度值。     

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。     

聚能射流侵彻弹坑附近温度分布

从理论和实验上研究聚能射流侵彻靶板时用薄膜热电偶测量靶内弹坑附近温度的可行性，热偶箔厚３０ｎｍ。测量结果给出环氧环境钢和中碳钢靶板弹坑附近的温度分布，与观察到的实验现象一致。结果不仅证明所用测温方法是有效和可靠的，而且所得结果对研究穿，破甲机理有重要的参考价值。     

大炸高下颗粒射流侵彻的实验研究

该文观察了颗粒射流在空气中的飞行姿态、破甲情况、靶面入口状况和破孔内部状态,测量了破甲深度.根据流体动力学理论得出了颗粒射流的破甲公式,并用实测的颗粒射流参数计算穿深,当修正系数K=0.5时计算值接近于实验值,可见颗粒射流的破甲深度只有其连续时的一半.因此大炸高下,射流的断裂和重新开坑是准直射流破甲深度降低的主要原因.     

炸高对线型聚能切割器切割深度影响的数值分析

根据聚能装药射流形成和断裂原理,使用autodyn2d对线型聚能切割器侵彻靶板的物理过程进行了数值仿真.针对不同炸高的4组模犁,详细讨论了炸高对射流侵彻能力的影响.研究结果表明:小炸高下,影响射流侵彻能力的主要因素是靶板阻碍了药型罩后部的压垮;大炸高下,射流与靶板的作用存在着二次侵彻的现象,具体侵彻效果与炸高有关.从工程目的出发,可以选取射流头部第2次断裂时所处的位置为有利炸高.     

等腰梯形截面聚能装药射流成型及侵彻特性

为研究等腰梯形截面聚能装药射流成型及对靶板的毁伤特性,开展脉冲X光摄影试验以及侵彻深度试验.利用ANSYS/LSDYNA有限元软件对射流成型过程进行数值模拟,研究其余参数不变,装药截面内切圆尺寸变化对射流成型特性的影响.结果表明:等腰梯形截面聚能装药形成的射流具有横向速度,横向速度呈梯度分布;除射流头部外,其余部分在拉...     

聚能射流侵彻装甲钢的计算分析

该文以研究聚能射流侵彻装甲钢的过程为目标,借助ATOS-M模型计算了聚能射流侵彻靶体的过程及其靶内的运行轨迹,并得出相应的曲线图;通过对某装药结构侵彻装甲钢的模拟仿真,得出了射流侵彻靶体的过程曲线;通过切割分析试验后靶板内入孔的剖面形状,得出了射流在靶体内的运行轨迹曲线。结果表明:ATOS-M模型的计算结果与模拟仿真及试验结果吻合较好,说明ATOS-M模型可有效预测射流侵彻装甲钢的过程。     

聚能射流侵彻混凝土靶板的数值模拟研究

在基于有限元法中心差分包软件LS-DYNA-970的平台上对圆锥罩型聚能射流侵彻素混凝土试样进行了3-D数值仿真,揭示了金属射流的形成过程和侵彻过程机理。研究表明：装药结构在爆炸荷载作用下能形成头部速度高、弹身长径比大、整体质量分布合理的高速杆式侵彻体。在分析混凝土受力失效过程的同时,获得了金属射流在不同侵彻深度下,混凝土开孔孔径大小的数值结果。计算结果与文献中的实验数据吻合较好。     

聚能射流对靶板侵彻的数值仿真

利用AUTODYN非线性动力学分析软件,采用Johnson Cook动态本构模型和多物质Euler算法,对某子母弹的子弹聚能射流形成、侵彻钢板过程进行了数值仿真,得到与试验结果相近的聚能射流形成和侵彻的物理现象和规律,验证了该模型和数值模拟的合理性,为该弹的测试和鉴定提供一些理论依据,对聚能破甲战斗部的工程设计具有重要的应用价值。     

聚能射流侵彻弹坑附近温度分布的测量

从理论和实验上研究聚能射流侵彻靶板时用薄膜热电偶测量靶内弹坑附近温度的可行性，热偶箔厚30nm。测量结果给出环氧玻璃钢和中碳钢靶板弹坑附近的温度分布，与观察到的实验现象一致。结果不仅证明所用测温方法是有效和可靠的，而且所得结果对研究穿、破甲机理有重要的参考价值。     

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。     

聚能装药射流对加强塑料的侵彻

报告研究了射流侵彻加强塑料时实验结果与流体动力学理论计算结果之间的明显差异的原因。这种差异还未曾进行过合理的解释。加强塑料的侵彻阻力服从流体动力学模型，然而，侵彻加强塑料时有效射流的长度明显变小，这是由于部分射流消耗在孔壁上引起的。导致射流对加强塑料侵彻能力下降的原因也正在于此。研究发现，在侵彻过程中孔壁径向塌陷，而塌陷是射流在孔壁上消耗的主要原因。孔壁的塌陷是由于目标材料的可压缩效应所致     

聚能射流侵彻运动钢靶的数值仿真

针对聚能射流侵彻运动钢靶的过程进行数值模拟,对比分析炸药性能、炸高和钢靶运动速度对射流侵彻过程产生的影响,以及聚能射流侵彻运动钢靶的毁伤特性.仿真结果表明:运动钢靶速度越高,射流穿透后速度损失越大.为确保对高速运动目标的打击能力,需采用高能炸药作为聚能装药,并合理设计炸高.     

聚能射流侵彻隔板形成的前驱冲击波起爆不同温度炸药特性

弹药在聚能射流作用下的反应机制和响应规律,对弹药安全性研究具有重要意义。针对隔板中前驱冲击波起爆炸药机制及炸药温度的影响,开展实验和数值模拟研究。设计大尺寸装药聚能射流侵彻不同厚度隔板,起爆加热炸药的实验装置,采用上下两端加热和侧面保温的方式,实现炸药均匀加热和温度控制。选取黑索今(RDX)含铝(Al)炸药(炸药配方质量比:RDX∶Al∶粘结剂为61%∶30%∶9%)在不同温度和隔板厚度下进行射流侵彻起爆实验,基于脉冲X光高速照相法,观测射流侵彻过程及炸药爆轰波成长。建立考虑炸药温度变化的射流起爆炸药计算模型,对射流侵彻隔板形成的前驱冲击波起爆炸药进行数值模拟。结果表明:射流侵彻厚隔板形成的前驱冲击波,先于射流到达炸药表面,在传入炸药一定深度后起爆炸药。入射压力介于3.1 GPa和5.13 GPa之间,炸药发生隔板中前驱冲击波起爆,入射压力高于5.13 GPa为直接冲击起爆。RDX含铝炸药温度对前驱冲击波起爆炸药有很大影响,在25111℃时,随着温度升高,炸药受粘结剂软化的影响为主,RDX含铝炸药对冲击波感度降低;但超过一定温度后,在111150℃时,粘结剂的影响减弱,冲击感度主要受RDX炸药感度的影响,冲击感度又会增加。     

超聚能射流成型及侵彻混凝土的数值模拟研究

为了提高聚能装药对混凝土介质的毁伤威力,设计了一种新型的截顶形超聚能装药结构,对其成型过程进行数值仿真,分析了超聚能射流的成型特点,以及不同炸高下射流对混凝土靶板的侵彻规律。研究表明:新型的截顶形超聚能装药结构可以形成杵体较少、头部成细锥形的不断裂高速射流,侵彻混凝土靶板时既可以保证一定的侵彻深度又可以在靶板表面形成漏斗形破坏区。该装药结构形成的超聚能射流头部速度达到13km/s以上,具有侵彻能力的射流质量占药型罩质量的66.02%。炸高为3倍装药口径时,射流对混凝土靶板的侵彻深度达到10倍装药口径,漏斗坑直径达到0.5倍装药口径。     

聚能射流侵彻隔板形成的前驱冲击波起爆不同温度炸药特性

弹药在聚能射流作用下的反应机制和响应规律,对弹药安全性研究具有重要意义.针对隔板中前驱冲击波起爆炸药机制及炸药温度的影响,开展实验和数值模拟研究.设计大尺寸装药聚能射流侵彻不同厚度隔板,起爆加热炸药的实验装置,采用上下两端加热和侧面保温的方式,实现炸药均匀加热和温度控制.选取黑索今(RDX)含铝(Al)炸药(炸药配方质...