变壁厚药型罩对爆轰波对撞EFP成型影响的数值模拟研究

基于线性装药结构,在两端面顶部棱线中点同时起爆方式下,相向而行的爆轰波在装药对称面发生对撞,产生更高的爆轰压力作用于中部的药型罩上,使药型罩中形成有利于沿中线闭合的速度梯度,最终形成高速EFP。利用非线性动力学分析软件AUTODYN-3D,设计中间厚两边薄的变壁厚药型罩,边缘壁厚为0.5 mm、罩顶壁厚在1.4~2.4 mm内的6种结构,研究其EFP成型状态和各项性能参数,通过对比分析得出罩顶壁厚在1.6~2.0 mm之间侵彻体成型效果好,侵彻能力强。从而对新型高效毁伤战斗部的设计提供指导意义。     

多点起爆对EFP形成的影响研究

文中通过数值模拟和试验，对三点、四点、六点起爆对EFP尾翼形状的影响进行了研究。研究结果表明，多点起爆可以使EFP形成尾翼，且尾翼的个数与起爆点数相对应。起爆点多形成的EFP飞行稳定性较好，保速能力强，对提高穿甲威力有利。研究结果还表明，多点起爆的同步性对EFP的飞行稳定性有较大的影响，必须严格加以控制。     

EFP成型影响因素的数值模拟

用LS-DYNA程序对等壁厚、球缺罩EFP的成型过程进行了三维数值模拟.根据模拟结果,得到了EFP的成型图象,绘制了装药长径比、药型罩曲率半径、药型罩厚度等物理量对EFP的速度的影响曲线,获得了上述物理量对EFP成型的影响规律,可以为EFP结构的优化设计提供参考依据.计算表明,三维数值模拟方法能够形象显示EFP成型过程的细节和各个物理量对EFP性能指标的影响情况,LS-DYNA程序是进行战斗部仿真试验的有效工具.     

双层EFP战斗部的数值模拟及优化设计

以新型反装甲战斗部的研究为牵引,以爆炸成型弹丸(EFP)的优化设计为核心,利用有限元数值模拟软件对等壁厚的单层和双层EFP进行了成型模式分析,通过优化集成软件iSIGHT,实现了对双层EFP的优化设计。优化结果较好地满足了预定的设计指标。     

EFP斜冲击高速运动柱壳装药数值模拟研究

用LS-DYNA动力学有限元数值计算软件,模拟EFP战斗部斜冲击高速运动柱壳装药过程,分析战斗部着角对高速运动柱壳装药冲击起爆效能的影响规律.结果表明:弹目交汇条件对EFP战斗部冲击起爆效能影响明显;柱壳装药以400 m/s速度运动且与EFP运动方向夹角为钝角时,着角位于0°～20°区间时EFP战斗部均可成功引爆柱壳装药,当着角为25°时,无法引爆柱壳装药,着角≥40°时弹丸跳飞;柱壳装药以400 m/s速度运动且与EFP运动方向夹角为锐角时,EFP冲击起爆效能明显增加,着角位于0°～45°时EFP战斗部均能对其冲击起爆.通过调整EFP战斗部与柱壳装药弹目交汇条件可实现对柱壳装药冲击起爆.     

探测元件对EFP形成影响的数值模拟

传统的爆炸成型侵彻体(EFP)装药结构简单,效能明显,然而在实际的应用中往往需要同各种探测及控制部件进行一体化设计,在这种情况下探测元件对EFP成形的影响就必须考虑.通过引入非线性动力学仿真软件AUTODYN-2D和3D,分别对装有平板天线、中馈波导管及边馈波导管的EFP装药结构的爆炸过程和EFP形成过程进行了数值模拟,得到了3种敏感探测元件对EFP形成的影响规律.仿真结果对EFP装药结构的工程设计具有实际的指导意义.     

含铝炸药二维冲击起爆的爆轰数值模拟

利用拉氏分析和圆筒试验的实验装置对ＨｅｘａｌＰＷ３０含铝炸药的本构关系进行了标定，对它的冲击起爆和作功能力进行了实验研究。利用二维非线性有限元程序系统，对它的冲击起爆进行了爆轰数值模拟，结果表明，铝粉在爆轰区内可能参加反应，在爆轰区外继续反应；该含铝炸药具备较强的驱动作功能力。     

三点起爆同步误差对尾翼EFP成型性能的影响

针对三点起爆同步误差对尾翼爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响问题,利用LS-DYNA有限元软件,分析了三点起爆同步误差引起的爆轰波不对称碰撞以及药型罩在复合爆轰波作用下的压垮过程,研究了三点起爆同步误差对EFP的尾翼形成及飞行速度的影响。结果表明,三点起爆同步误差造成三叉形高压区和三叉形中心超高压区偏离药型罩中心,使EFP尾翼成型不规则;三点起爆成型装药形成较佳尾翼EFP应满足的最大起爆同步误差为100ns,且尽量使中间起爆点起爆同步误差约为最大同步误差的一半,有利于降低尾翼EFP的水平分速度,提高飞行稳定性。     

铸装TNT爆轰性能的数值模拟

参照ＬｅｅＥＬ等报道的有关铸装ＴＮＴ的ＪＷＬ形式状态方程及化学能释放率函数，从理论估算了不同反应率的定态雨贡纽关系和定常爆轰波结构；利用二维拉氏ＦＣＭ程序数值模拟铸装ＴＮＴ的冲击引爆、绕爆、隔爆等爆轰性能，对一些典型算例进行了计算，计算结果与文献给出的结果相一致。     

起爆方式对战斗部破片定向性能影响的数值模拟研究

利用ANSYS／LS-DYNA软件，采用数值模拟方法，针对一虚拟的定向破片战斗部，研究了不同起爆方式对破片定向性能的影响，获得了破片在定向区域的破片数、平均速度和动能等物理量，通过分析比较不同起爆方式的密度、速度和动能增益，取得了起爆方式对破片定向性能影响的规律性认识，给出了一个工程上易于实现的、相对优越的起爆方式。     

几何相似律在EFP成型中的数值模拟研究

以球缺型EFP为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA对满足模拟比的EFP的形成过程进行了数值模拟.数值计算结果表明,在各对应时刻,模拟弹与原型弹的速度、长细比都相当,EFP外形也相似.因此,几何相似律在EFP成形研究中是成立的,同时也说明数值模拟方法具有实用性强,计算精度高等特点,它为EFP的研究提供了一种可行的方法.     

阶梯式旋转EFP成形机理的数值研究

应用阶梯式药型罩对称凹凸结构的方法研究出一种旋转稳定而且带倾斜尾翼的EFP,利用TG建立三维有限元模型,采用非线性动力分析软件,分别对大锥角和球缺两种形式的阶梯药型罩成形情况进行模拟,最后通过对形成弹丸的外形及速度进行了分析,得出阶梯式药型罩有利于成型弹丸的飞行稳定,而且球缺罩成型情况要优于锥角罩。     

壳体性质对爆炸成形弹丸性能的影响

利用LS—DYNA有限元程序对带壳EFP结构的成形过程进行数值模拟．研究了壳体的材料以及厚度对EFP性能的影响规律。研究表明,壳体材料的密度和厚度的增加将有利于提高EFP的速度和密实度;对于某一特定的EFP装药结构。可确定一个壳体临界厚度,使形成的弹丸长度达到最大。研究结果可应用于EFP战斗部结构优化设计。     

次口径三层球缺药型罩形成串联EFP数值模拟

运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,分析了一种次口径三层球缺药型罩战斗部形成串联EFP的过程,得到每层药型罩形成的EFP速度和长径比随球缺罩曲率半径、药型罩壁厚、装药高度的变化规律曲线.分析结果表明:球缺罩曲率半径和药型罩壁厚对EFP外形有显著影响,装药高度的增加可有效提高EFP速度.     

大口径EFP侵彻典型装甲钢板过程的数值仿真与试验研究

通过大口径EFP高速侵彻装甲靶板试验,以及利用AUTODYN-3D有限元仿真软件对整个侵彻过程进行数值模拟,研究了EFP开坑、稳定侵彻、尾翼侵彻和冲塞贯穿形成二次破片的物理过程,模拟结果与试验现象和理论分析均吻合较好,并从原理上分析了试验中各宏观现象产生的原因。研究结果不但认识了EFP侵彻装甲靶板的机理,也可以为聚能装药对典型装甲毁伤评估提供参考。     

多模式EFP战斗部毁伤性能试验

介绍了1种多模式EFP战斗部的结构,对该多模式EFP战斗部进行了毁伤性能试验。结果表明:该多模式EFP战斗部可以分别实现EFP、JPC及多破片3种毁伤模式,且3种毁伤模式的毁伤特性区别明显,可分别用于打击不同特性的目标。     

反舰战斗部EFP简化方法研究

通过对EFP的形成机理分析，提出了“柱形简化”、“锥形筒化”两种方法，采用数值模拟的方法对某一结构进行计算和分析，特别是针对等药量的情况下，两种简化方法对比，分析形形EFP的形成机理，并得到形成准球形EFP的条件。     

集束定向EFP成型与侵彻性能研究

针对高速、厚壁巡航导弹及反舰导弹无法通过传统的破片及MEFP战斗部有效击穿/击爆的工程难题,文中提出一种新型集束定向EFP战斗部结构,选用侵彻能力较强的钽-2.5钨合金药型罩,通过点起爆方式在一定空间内形成飞散的集束EFP,采用非线性动力学软件AUTODYN-3D进行数值模拟,得到不同位置药型罩所形成EFP毁伤元的形状、速度以及飞散规律,并通过试验进行验证.试验中集束定向EFP飞散角与数值模拟结果基本吻合,验证了该战斗部设计的可行性,集束定向EFP战斗部具有良好的应用前景,可为我国防空反导弹药和反轻型装甲弹药高效毁伤战斗部提供指导.     

双层药型罩形成串联EFP数值模拟与分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用Lagrange算法对双层药型罩聚能装药的成型过程进行数值模拟,并对其主要影响因素进行对比分析。结果表明：双层药型罩结构能够形成前后分离的串联EFP弹丸,当两个药型罩中间无夹层材料时,R/D=0.9（D为装药直径,R为曲率半径）,K≥1（K为外、内罩壁厚比）,串联EFP的成型效果最佳。在双层药型罩中间添加夹层材料后发现内外药型罩能够较快分离,但成型效果欠佳。