高速战斗部侵彻混凝土过程中的炸点控制

分析国内外对高速战斗部侵彻混凝土过程的研究状况及其在实际应用中有待解决的问题,针对侵彻战斗部高过载、小体积、低成本的特点,提出了实现炸点控制的三种技术途径,一是利用侵彻过载曲线的前沿进行控制;二是利用着速和整个侵彻过载曲线进行控制;三是利用侵彻过载曲线直接求出着速和行程。对第一种途径进行了实验研究,证实了原理的可行性和炸点控制的有效性。     

侵彻爆破型战斗部侵彻性能总体评估系统研究

开发了侵彻爆破战斗部总体设计软件,包括战斗部结构设计模块和侵彻性能分析模块。其中结构设计模块采用离散方法建立了钻地战斗部结构设计CAD模型,该模块可以图形显示战斗部结构并计算战斗部质量、装药量、质心和转动惯量等参数;侵彻性能模块基于刚体运动理论建立了战斗部斜侵彻岩土类目标的终点弹道计算模型,该模块可以给出任意头部外形战斗部斜侵彻半无限目标、有限厚目标、多层复合目标的弹道曲线和速度、过载、攻角及倾角等时间历程曲线,为侵彻爆破型战斗部设计及引信设计提供了重要依据。     

侵彻战斗部装药抗过载技术研究

从炸药选择、装药结构及装药工艺出发,研究了大、中型侵彻战斗部的装药抗过载技术.针对安定性试验中出现的故障,通过对强度靶与多层靶试验对比分析、回收残药性能检测、补充炸药脉冲冲击感度试验、试验回收弹体CT检测以及对回收惰性弹体的剖析,对故障原因进行了分析和定位,并对装药的结构和丁艺进行了改进.改进后的装药弹体通过了安定性试验.     

反坦克战斗部的研制动态

将反坦克战斗部分成三大类，并以此为线索综述了国内，外反坦克战斗部的现状及研制动态，指出了发展新一代反坦克战斗部所需的关键技术和基础理论，并对我国今后反坦克战斗部的研制工作提出了建议。     

侵彻战斗部头部惰性体结构设计研究

为了研究侵彻战斗部头部惰性体结构设计原则,应用应力波理论,分析了侵彻战斗部撞击靶标过程中应力波从壳体到头部惰性体再到主装药的传播过程,建立了应力波传播的数学计算模型;应用大落锤试验平台,针对不同厚度、不同结构的惰性体开展了应力波传播试验研究,对比分析了试验结果和计算结果,验证了模型的合理性。依据数学计算模型,总结得出惰性体两端面的结构尺寸对应力波强度的变化影响较大,且按照e-2(D-d)/D的规律进行变化,而惰性体的厚度在10~50mm范围内变化时对应力波强度没有直接影响。     

战斗部的发展动态

介绍了爆破战斗部、破片杀伤战斗部等常用战斗部的结构和作用原理；介绍了美英俄三国正在研制的几种新型战斗部及其对壳体材料的要求。     

串联侵彻爆破战斗部效能评价方法研究

研究两级串联侵彻爆破战斗部的效能评价方法。在对典型目标特性和战斗部作用原理分析基础上,提出了能效系数和威力量概念,推导了相应的解析计算模型,提出了评价该类战斗部效能的方法,并通过具体实例,验证了该方法在工程设计中应用的可行性。     

动能战斗部侵彻混凝土力学响应研究

根据空腔膨胀理论分析了动能战斗部侵彻混凝土时壳体表面法向和切向膨胀作用力,建立了战斗部受力计算模型,基于刚体运动学理论建立了动能战斗部侵彻运动微分方程,通过编程计算了不同落角和攻角情况下动能战斗部侵彻混凝土过程中的力学响应,获得了落角和攻角对动能战斗部最大阻力和最大阻力矩的影响规律,为战斗部的强度设计和跳弹性能研究提供了基础。     

反舰导弹战斗部的侵彻爆炸毁伤效应研究

反舰导弹半穿甲战斗部主要利用其侵彻能力和爆破能量对目标构成毁伤作用。通过对目标结构特性的分析,采用合适的材料模型对导弹不同入射角攻击不同厚度和加筋特征的结构板进行了多工况的预测,比较了大筋与小筋及其交叉处对弹道的影响程度;获得了弹体贯穿靶板的侵彻规律与撞击速度的关系。同时运用ALE算法和流固耦合方式,结合内爆热辐射和焊接对材料性能的影响,应用温度相关和应变率效应材料模型,对舰艇舱室内爆流场及毁伤效应进行了动态描述;数值计算了冲击波在舱室内的传播规律和反射特性,确定了舰艇结构在爆炸荷载下的响应特性和破坏机理。     

攻角影响战斗部侵彻效应数值模拟分析

针对攻角影响战斗部侵彻效应问题,利用LS-DYNA 3D非线性动力学仿真软件对单一动能战斗部在攻角条件下侵彻混凝土靶、随进战斗部在攻角条件下侵彻预置侵孔混凝土靶的过程进行了数值模拟,从剩余速度和剩余动能的角度探讨了攻角对战斗部侵彻效应的影响特性。结果表明,攻角会降低战斗部的侵彻效应,尤其会降低随进战斗部的侵彻效应,攻角为3°时,单一动能战斗部的侵彻效应降低约5%,随进战斗部的侵彻效应降低约7%。     

攻坚战斗部弹体材料对其三向应力的影响规律分析

针对不同材料弹体由于其密度不同而导致其侵彻过程中三向应力分布上出现不同的问题，为了研究侵彻弹体的弹体材料对其在侵彻过程中三向应力的影响，文中采用刚性弹的侵彻模型再结合弹性力学知识，充分考虑装填物的泊松效应．针对具有一定外形和装药尺寸的侵彻战斗部弹体在侵彻过程中的三向应力进行了理论分析。得出了弹体最大三向应力随其密度的变化关系。     

侵彻弹对建筑物目标的毁伤仿真研究

研究分析了建筑物目标的毁伤特性,建立了侵彻弹爆炸威力场数学模型,并通过仿真的方法得出了建筑物目标在侵彻弹爆炸威力场中的毁伤判据,为研究导弹效能提供参考依据.     

锆基非晶活性材料动态力学性能及本构关系

为了获得新型锆基非晶活性材料在动态加载条件下的力学性能及本构关系,采用压力渗透铸造法制备得到锆基非晶活性材料样品,借助分离式霍普金森压杆实验测量系统对其进行了不同应变率加载条件下的动态压缩实验,获得了应变率在300～1600 s-1范围内材料的应力-应变曲线,利用高速摄影观察记录了不同应变率条件下试件的破碎以及释能过程.结果表明:锆基非晶活性材料性能表现为脆性材料特征,应力-应变曲线不存在屈服阶段,且当应变率由947 s-1上升至1587 s-1时,材料抗压强度由2.71 GPa上升至2.78 GPa,增幅较小,约为2.6％,而断裂应变由0.032下降至0.028,下降12.5％;材料的破碎程度以及释能反应现象随应变率增加较为明显,当加载应变率较大时,材料破碎过程中存在应变软化现象;根据实验数据,拟合得到了锆基非晶活性材料断裂失效前的一维弹脆性损伤动态本构方程.     

侵撤子母弹对机场跑道封锁的毁伤仿真研究

分析了对机场跑道毁伤时侵撤子母弹抛撒半径的选择与确定方法，研究了瞄准点的选择，并在此基础上进行了机场跑道封锁毁伤的仿真计算及结果分析．     

战斗部装药热胀特性试验与分析

针对某战斗部装药在高温条件下药柱表面增高的问题,对战斗部装药热胀特性进行试验.综合产品类别及质量情况,制定排查方案,对装药类型中的典型产品进行分析,依据产品的试验室经验数据、炸药样件的测量数据等,进行了保高温试验排查、数据测算、产品研制生产各阶段数据统计和试验验证.结果表明:通过试验得出战斗部装药受热膨胀的固有特性,并提出了应用建议.     

面对称结构战斗部破片特性能量分析方法

为获得面对称结构战斗部的破片初速分布规律,基于能量分析的方法,针对棱柱型结构战斗部在内爆加载下的动态响应开展研究.采用修正的Hamilton原理,提出了一种求解面对称战斗部破片飞散特性的工程计算方法.计算结果与试验结果吻合较好,总体分布趋势基本一致,为提高飞行器作战性能提供了重要的理论依据.     

聚能战斗部侵彻水介质装甲仿真试验

为了提高现代潜艇的抗毁伤能力,使用LS-DYNA软件的多物质ALE算法对鱼雷聚能战斗部侵彻水介质装甲进行了仿真试验分析。从鱼雷的毁伤机理出发,定义了材料模型和状态方程,给出了侵彻体头部传播路径上节点的最大速度拟合曲线,并解决了仿真试验中经常出现的计算不稳定问题。仿真结果表明,所设计的战斗部满足考核要求,可为聚能战斗部毁伤威力评估和潜艇模拟靶设计提供参考。     

弹丸C RH值对侵彻混凝土深度影响研究

头部形状是影响弹丸侵彻能力的重要影响因素,尤其在高速／超高速侵彻条件下,这一影响更为突出,头部形状CRH值是高速侵彻弹丸设计的重要内容。本文在分析质量磨蚀与CRH关系模型的基础上,基于已有的试验数据,分析了不同速度条件下头部形状系数CRH值对弹丸侵彻混凝土深度的影响特性,获得了弹丸头部形状CRH值对侵彻性能的影响规律,可为高速侵彻弹丸头部形状设计提供参考。     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模 型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同 速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明, 该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。