环形射流成型的设计改进及数值模拟

针对内外壁等质量设计方法造成的环形射流成型扭曲偏斜的问题,提出了保证内外壁压垮同步的等动量设计方法予以改进,并结合射流形成理论对其进行了理论分析。通过Autodyn仿真软件对改进前后两种方案形成环形射流的过程进行了仿真。数值模拟结果表明:与传统设计相比,新的设计方案可以保证射流不偏斜的同时改进射流成型。这对环形射流的设计有新的指导意义。     

射流形成过程数值模拟计算的实验考核

利用数值模拟方法对锥形药型罩的聚能装药射流形成过程进行了计算,并用实验结果加以考核,计算结果显示：炸药爆轰、药型罩压垮及射流形成过程的物理图象清晰．射流形成过程中速度分布和质量分布与实测结果吻合较好。实践表明,采用数值模拟进行战斗部的研制或研究可以节省人力物力财力,是值得推广的一种研究方法。     

铜铝复合药型罩厚度比的数值模拟研究

研究了材料廉价易得、制作工艺简单的铜铝双层复合药型罩,通过波阻抗匹配理论确定了铝铜厚度比值下限为1.33。利用AUTODYN软件对不同结构药型罩进行计算机模拟试验,发现铜铝厚度比为1∶1.5时铜铝双层复合药型罩射流性能最优,相比单层铜药型罩,射流头部速度提高了14.75%,0.05ms时射流长度提高了19.45%。本研究可以为工程应用提供参考。     

钨铜合金药型罩及其性能

钨铜合金药型罩的应用可以提高射流对均质钢靶的侵彻能力.这一提高得益于射流密度的提高以及断裂时间的延长. 本文对钨铜合金射流及其断裂形态通过X光照像进行了研究.它的旋转效应及其炸高特性也进行了实验研究. 钨铜合金药型罩的威力实验在φ30 mm的破甲弹上进行.在相同装药条件下与紫铜罩相比,威力提高20～30%.     

线型聚能射流形成过程的数值模拟

本文利用三维有限元程序对线型聚能射流的形成过程进行数值模拟，分析了线型聚能装药的射流及其杵体的速度、密度等参数的分布特性，并对射流和杵体在飞行过程中的断裂现象进行了分析讨论。这对进一步展开对线型聚能装药的理论研究具有一定的指导作用。     

圆锥罩聚能射流形成过程的数值模拟

针对聚能装药爆破存在的问题,提出一种利用计算机对聚能装药爆破进行数值模拟的方法。通过有限元显式动力分析软件的显式算法对石油射孔弹圆锥型聚能装药爆破形成射流的过程进行数值模拟,分析了圆锥型聚能装药的射流速度的分布特性,并与带外壳的聚能装药的射流过程的模拟结果进行了对比。计算结果与圆锥型聚能射流的物理现象和规律相吻合,说明该计算模型和模拟方法合理、可行,对石油射孔弹生产及科研有一定的借鉴作用。     

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。     

大锥角聚能装药射流形成及对钢靶侵彻的数值模拟

为了研究大锥角聚能装药射流形成和对钢靶侵彻过程中的一些特性,采用AUTODYN软件,对锥角聚能装药射流形成及侵彻钢靶过程进行了数值模拟。模拟结果表明:大锥角聚能射流是药型罩在爆轰波的作用下向后反转形成的漏斗型密实射流,其在飞行过程中,速度基本保持不变,而在侵彻钢靶时,侵彻速度和动能都迅速下降,直到再也不能侵彻钢靶为止。将数值模拟结果与实验结果进行了对比分析表明:数值模拟结果与实验结果相一致。     

不同炸药对聚能射流影响的数值模拟

文中利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,对在同种装药条件下,分别使用二种炸药对127型石油射孔弹形成射流的过程进行数值模拟并进行对比分析,结果表明高能量炸药产生的射流头部速度高,且有利于射流延展、拉伸.此结论与文献[8]结论相吻合,验证了该数值仿真模型的正确性.     

串联聚能射流的数值模拟与实验研究

为了有效对付各种现代装甲目标,提出一种新型聚能装药结构并探讨了其成型机理.应用有限元软件分别对其前级装药、后级装药以及双级串联聚能装药的射流侵彻过程进行了数值模拟.结果表明:该串联装药可生成两个稳定且具有高同轴度的金属射流,其穿深比单锥角药型罩至少高30%.并在此基础上进行了系列的静破甲实验,实验与数值模拟结果吻合较好, 进一步深化了聚能效应的内涵和丰富了打击目标的手段.     

成型装药射流速度梯度数值模拟

成型装药破甲战斗部是对付坚固目标的有效手段之一,速度梯度是评估成型装药射流性能的重要指标.为了对成型装药射流速度分布进行量化评估,文中应用相关数值模拟工具,对某一常规成型装药结构的射流速度梯度进行了研究,获得了罩质材料在不同时刻沿其长度方向的速度分布曲线及速度大于2000m/s的射流质量.结果表明射流在形成并稳定后,大于2000m/s的射流速度沿其长度方向基本是线性分布,与试验结果相符,说明数值模拟应用于成型装药研究的可行性及正确性.     

钨铜变密度聚能射流侵彻模型及应用

钨铜是一种依靠机械摩擦结合的两相复合材料,在钨铜射流成型过程中,爆炸加载及拉伸程度的不同极易导致成分梯度及瞬时空隙,进而形成射流密度梯度。传统侵彻模型大多忽略材料中的微观结构变化,以射流密度定常为基本假设,对钨铜变密度射流侵彻深度的预测误差极大。综合考虑钨铜在聚能射流成型过程中材料拉伸及相分离导致的密度变化,引入射流密度与速度函数,对经典虚拟原点侵彻模型进行修正,建立了考虑射流可压缩性和成分梯度的钨铜变密度侵彻模型。以口径56 mm典型聚能结构为例,采用数值模拟及试验方法获得了钨质量百分比为75%的钨铜射流真实密度分布,并利用变密度侵彻模型计算了侵彻深度,同时利用X光脉冲摄影试验及静破甲试验对计算结果进行了验证。研究结果表明,钨铜变密度聚能射流侵彻模型比经典虚拟原点模型及局部密度修正模型计算的侵彻深度更加接近试验值,证实了钨铜变密度侵彻模型的正确性。     

聚能装药杆式射流的数值仿真

通过杆状射流聚能装药战斗部的用途、结构特点分析,设计了105°弧锥结合罩的装药结构,选取合适的仿真计算参数,采用DYNA2D计算程序对杆式射流成形的全过程数值模拟仿真,得到射流成形过程中各个时刻的形态及特征参数。     

线型聚能装药射流形成及侵彻靶板的数值模拟

文中主要利用通用有限元程序LS-DYNA对线型聚能装药射流的形成及侵彻靶板的过程进行了数值模拟,将所得结果与现有的试验结果进行对照,数值结果与实验结果较为吻合。     

两种典型串联聚能射流的数值模拟

为了进一步提高金属射流量和破甲深度,设计了单锥和双锥药型罩相结合的两种不同结构的串联药型罩,且利用Truegrid和有限元软件LS-DYNA对两种聚能射流的形成及侵彻钢板的过程进行了数值模拟。结果表明:这两种结构均能很好的形成射流,能够有效提高射流对靶板的侵彻深度,且以双锥罩为前级的装药结构形成的射流比以单锥罩为前级的装药结构形成射流的速度要高,前者的穿孔孔径较后者要大,在相同条件下,前者对靶板的穿深较后者要深。     

超聚能射流形成过程机理研究

提出一种超聚能射流形成的理论计算方法,给出了附加装置材料密度、厚度和药型罩锥角、密度、厚度与超聚能射流速度、有效质量之间的关系。基于非线性显式动力学分析软件AUTODYN,进行了超聚能射流形成过程数值模拟,其结果与理论计算结果基本一致。通过超聚能射流侵彻试验,证明试验结果与数值模拟结果吻合较好。研究表明：在一定范围内,随着药型罩锥角的增大,超聚能射流速度逐渐减小、质量逐渐增大;超聚能射流速度、有效质量及侵彻能力远大于传统聚能射流。