可变形战斗部主辅装药殉爆研究

为确定主辅装药的选型原则，对主装药在两种辅装药滑移爆轰作用下的动态响应过程进行了数值仿真研究，着重考察了辅装药爆轰性能和主辅装药间的隔爆层对冲击波衰减的影响，并结合非均质炸药的冲击起爆临界能量判据，得到传人主装药内的脉冲压力和脉冲持续时间。结果表明，引起主装药殉爆的主要因素是主装药的爆轰感度和辅装药的爆轰压力，隔爆层位置应位于辅装药和外壳体之间。     

可变形战斗部主辅装药殉爆研究

为确定主辅装药的选型原则,对主装药在两种辅装药滑移爆轰作用下的动态响应过程进行了数值仿真研究,着重考察了辅装药爆轰性能和主辅装药间的隔爆层对冲击波衰减的影响,并结合非均质炸药的冲击起爆临界能量判据,得到传入主装药内的脉冲压力和脉冲持续时间.结果表明,引起主装药殉爆的主要因素是主装药的爆轰感度和辅装药的爆轰压力,隔爆层位置应位于辅装药和外壳体之间.     

定向战斗部破片能量增益的数值模拟

利用有限元分析计算方法分别对爆炸网络控制定向战斗部和中心起爆战斗部装药驱动破片过程进行了研究,得到该过程的动画演示过程和各种相关数据。通过对数值模拟数据的处理,得到爆炸网络控制定向战斗部破片速度和数目的分布规律以及爆炸网络控制定向战斗部相对于中心起爆战斗部在增益区内的破片速度增益、数目增益和能量增益结果。     

偏心式定向战斗部的破片速度及数目分布

为了研究偏心式定向战斗部爆炸后的破片速度及数目分布,对此类战斗部爆炸后所形成的破片场进行了分析,建立了偏心起爆式定向战斗部的破片速度及数目分布的理论模型,并进行了试验验证。结果表明,在试验条件下,理论预测破片最大速度与试验值的误差为5.8%,表明所建立模型是可信的。与中心起爆点比较,距离起爆点最远处的破片速度最大,增益约为10.45%,破片密度则有约5.12%的降低。     

串联攻坚战斗部前级爆轰场对后级影响分析

为了研究串联战斗部前级爆轰场作用下,后级随进子弹炸药安全性及其速度降的大小,建立了一维冲击波传播理论分析模型,由图解法得到了后级装药的初始压力。通过与炸药引爆阈值压力比较,判断了后级装药的安全性。根据动量守恒,得到了后级子弹的速度降表达式。进行了串联装药的数值计算,得到一定隔板厚度情况下后级装药受到的冲击压力和后级子弹速度降,计算得到的后级子弹变形情况与试验结果相吻合。     

串联战斗部前级环形切割器的设计与试验

为验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,采用数值模拟对环形切割器进行优化设计,通过靶场切割试验对毁伤效果进行初步检验.结果表明,优化设计的环形切割器对厚靶板切割效果显著;环形切割器在30°攻角下对40mm靶板具有很强的切割效果.该结论为新型串联战斗部的设计提供了参考.     

破片轴向飞散战斗部破片速度的分布规律

用数值模拟和试验两种方法研究了不同装药长径比的破片轴向飞散战斗部在单点起爆与平面起爆两种起爆方式下的速度分布特征.结果表明,装药端面中心位置处破片速度最高,沿径向大致呈抛物线趋势衰减;随着长径比的增大,破片速度增大,但增大幅度趋缓;相对于中心单点起爆,平面起爆提高了装药爆轰的瞬时度,减弱了爆轰产物气体侧向稀疏作用,能够有效提高破片速度,且速度增益在中心位置处最大,沿径向增益趋缓;就装药结构来说,长径比越大,速度增益越小,平面起爆能够更有效地提高小长径比战斗部的破片速度增益.     

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益,运用LS-DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合.结果表明,与中心起爆相比,在与起爆位置相对的方向上,偏心起爆战斗部增益区的破片速度明屁增加,最大增益可达10.7%.引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度,方位角在0°～180°方向上,破片的速度呈递增趋势.     

发射载荷下孔隙形状对变形特性的影响

为了研究发射载荷下战斗部装药内部孔隙的变形过程对发射药安全性的影响,采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元分析软件进行了数值模拟.结果表明,相同体积的椭球形孔隙和球形孔隙的变形特征相差很小.     

双曲线型聚焦战斗部破片的设计方法

为解决预制破片聚焦战斗部加工中存在效率低的问题,基于正反圆柱螺旋线相交性原理,通过局部淬火预制工艺提出了一种新的高效率战斗部破片设计方法,并给出了一种聚焦式战斗部的加工实例。结果表明,局部淬火工艺对战斗部破片的控制效果良好,破片形状规则、质量分布均匀,有效破片质量分数达90%,符合毁伤要求,验证了其设计原理的正确性和可行性。     

三种类型战斗部破片飞散的数值模拟

为了得到可变形战斗部的整体性能,用有限元动力学程序LS-DYNA模拟了相同结构口径、相同装药类型的可变形战斗部、偏心起爆和传统周向均匀战斗部的飞散过程,得到三种结构战斗部沿目标方位角和破片飞散角内的破片空间和速度分布.结果表明,在给定毁伤目标范围内(-30°～30°),与传统周向均匀战斗部相比,偏心多点起爆战斗部的平均速度增益为124.6%,密度增益为103.5%;可变形战斗部的平均密度增益为175.9%,平均速度增益为110.2%.可变形战斗部对目标的整体毁伤性能优于偏心起爆战斗部.     

混凝土环境对典型聚能射流成型影响的数值模拟

结合前级聚能装药形成的混凝土环境的特点,利用有限元模拟软件AUTODYN对3种典型聚能装药在混凝土环境中的射流成型情况进行了数值模拟,对在空气和2mm铝壳体环境中的数值计算结果进行了比较,并通过实验对数值计算结果进行了验证,实验结果与计算值吻合较好.结果表明,混凝土环境对亚半球装药影响最大,较大地提高了头部速度;对K装...     

TNT爆炸的数值计算及其影响因素

应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟TNT爆炸的数值计算模型并进行了空爆冲击波超压等数值计算。通过数值计算结果与经验公式和试验数据的对比分析,验证了计算模型和参数取值的可信性。基于数值计算结果,分析了炸药材料参数、TNT药量、单元网格密度、建模方式、空气域形状和炸药形状等参数变化对爆炸冲击波超压的影响。结果表明,与试验结果相比,数值计算结果可以作为爆炸冲击波超压的下限值,而Henrych公式、Sadovskyi公式和GB6722-2003公式给出的是超压的中位和下位值;炸药材料参数的取值、单元网格密度和炸药形状对数值模拟结果的影响与比例距离相关,比例距离小于2.0时,不能忽视其影响;冲击波超压会随TNT药量的增加而小幅度增加,但建模方式和空气域形状对数值计算结果的影响可以忽略不计。     

变壁厚双层药型罩壁厚匹配的数值计算与实验验证

参考变壁厚药型罩和双层药型罩的结构优点,根据能量利用的观点提出了一种新型变壁厚双层药型罩,采用正交实验及AUTODYN有限元软件对药型罩的结构参数进行优化并通过试验进行了验证。数值计算结果表明,在同等装药量下,由变壁厚双层药型罩形成的侵彻体的性能要优于由变壁厚药型罩或双层药型罩形成的侵彻体的性能。与常用的等壁厚单层药型罩相比,射流头部速度增大559m/s,射流质量基本不变,铜的利用率提高了19.1%。由变壁厚双层药型罩形成的侵彻体可以提高战斗部的侵彻能力,同时也有利于节约昂贵的金属材料。     

分步压装装药的安全性分析

介绍了分步压装工艺中装药结构的特点,利用大型冲击模拟加载装置对不同密度的高能炸药药柱进行了安全性模拟实验,并对实验结果进行了理论分析。结果显示,在无缺陷条件下,装药点火阈值较高;在含缺陷条件下,孔隙率越大,点火阈值越高,说明提高装药质量,可以提高装药的抗过载安全性;装药中保持一定的孔隙率可以提高装药的抗过载能力,从而说明了分步压装工艺装药密度分布对装药的抗过载安全性是有利的。