药型罩材料影响EFP成型的数值计算研究

为了研究弧锥结合形药型罩材料对EFP成型的影响规律,运用LS-DYNA有限元软件,对紫铜、铁、铝、钨、钽5种材料的药型罩所形成的EFP进行了数值仿真研究,得出了药型罩材料的密度、伸长率对EFP速度、长径比等成型参数的影响规律.研究结果表明:随着5种材料密度的增加,EFP头部速度减少了61%;随着其伸长率的增加,EFP长径比增加了35.7%,因此需要选取适当密度与较大伸长率的药型罩材料以获得较佳的EFP成型性能.仿真结果为EFP战斗部的优化设计提供了参考依据.     

材料对双层药型罩形成串联EFP的影响

为研究材料对串联爆炸成型弹丸(EFP)形成的影响,在理论分析的基础上,提出双层药型罩形成分离EFP的判据。利用数值仿真软件AUTODYN,研究串联EFP形成的力学现象。进行双层药型罩EFP形成的实验研究,得到串联EFP形成过程的X光照片。试验结果与仿真结果比较吻合。从试验和仿真结果看出,分离EFP的形成,不仅依赖于内、外罩材料的选择,还与药型罩的结构设计密切相关。     

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。     

不同材料双层药型罩EFP成型及侵彻性能数值模拟

为了研究内外罩材料对串联EFP的成型及侵彻性能的影响,文中设计了5种不同材料组合的双层药型罩,运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件模拟了各组不同材料双层药型罩EFP的成型形态,并与X光试验对照,验证了数值模拟结果的准确性。从数值模拟结果中择优成型性能较好的串联EFP进行静态侵彻试验,从试验结果来看,铝-纯铁组侵彻体开坑直径和入口口径较大,且已击穿钢筋混凝土靶体,表现出了较好的侵彻性能。     

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。     

EFP战斗部结构参数优化设计研究

基于研究EFP穿甲威力目的,利用LS-DYNA软件对球缺型EFP成形进行数值模拟研究;分析了曲率半径、药型罩壁厚、壳体厚度等参数对EFP成形性能的影响规律;优化得到了药柱高度50 mm、装药直径40 mm的EFP战斗部结构方案;研究结论将为EFP优化设计提供参考依据.     

尾翼型EFP形成的数值模拟研究

为得到飞行稳定性较好的尾翼型爆炸成型弹丸.文中利用有限元分析软件,对三种药型罩结构的成翼过程进行数值模拟,对比计算结果得知,药型罩外表面周向对称刻槽且槽内有填充物时成翼效果较优.继而改变槽深、槽宽等参数,并以不同材料填充槽体进行计算.结果表明:槽深、槽宽等均对侵彻性能影响显著,且填充45钢,槽宽为0.048倍、槽深为0.038倍装药直径时,具有较大的侵彻速度和长径比,尾翼成形效果较好.     

F装药双层药型罩射流性能的数值研究

为了研究F装药双层药型罩射流的形成过程,应用LS-DYNA软件对F装药条件下的双层药型罩射流进行了数值模拟,探讨了不同外罩材料和不同内外罩间距对双层药型罩射流特性参数的影响。结果表明:F装药条件下,双层罩外罩材料及罩间距对射流的特性有不同程度的影响,合理调整外罩材料与罩间距有助于改善射流性能。     

不同罩材对K装药性能影响的数值模拟研究

为研究药型罩材料对K装药性能的影响,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对8种常见的药型罩材料进行数值仿真计算,并利用格尼表达式和侵彻深度公式,对装药结构和药型罩材料之间的匹配问题进行分析。结果表明:在同一装药结构中存在匹配的药型罩材料,使形成的侵彻体性能最佳;K装药形成侵彻体的速度和长度随着药型罩材料密度的增大而变小,但其中钼的动能最大,能量利用率最高,是K装药首选的药型罩材料;药型罩材料的声速对侵彻体性能有一定的影响,即声速高的材料不一定形成侵彻体的速度就高,但是要获得高速的连续射流,其材料必然要求具有高声速的特质。     

多点起爆对双层药型罩爆炸成型弹丸成型及侵彻特性的数值模拟研究

起爆方式对双层药型罩爆炸成型弹丸（EFP）成型特征参数及终点毁伤效应具有重要影响。基于双层药型罩EFP战斗部静爆试验结果,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元动力学软件研究了起爆点数目对双层药型罩EFP战斗部成型及侵彻特性的影响规律。研究结果表明：当起爆点数目在4～8时,双层药型罩EFP战斗部可起爆成型具有良好空气动力学特性及优良终点毁伤效应的带尾翼大长径比聚能侵彻体;当起爆点数目为6时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体终点毁伤效应的最大侵彻深度达到1.07倍的装药口径,较端面单点中心起爆方式获得侵彻体侵彻钢靶的最大深度提高了32%.     

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。     

药型罩材料本构模型对EFP数值模拟的影响

药型罩材料本构模型对EFP数值模拟结果影响较大,为完成某球缺罩EFP的设计,分别选择J-C本构和Steinberg本构为紫铜药型罩材料模型,基于Autodyn开展110 mm口径球缺药型罩EFP成型与侵彻对比计算.结果表明,使用J-C本构与Steinberg本构,EFP在成型过程中总体变形一致,但后者对应的弹丸尾部有较大部分与主体断裂,材料出现超过3.0E +7的应变,不符合物理事实;侵彻钢靶模拟,2种方法最大侵彻深度相差较小.综合而言,建议球缺药型罩EFP成型及侵彻模拟计算中应优先选取J-C本构模型.     

同轴式多罩体EFP战斗部成型与侵彻的仿真分析

为提高爆炸成型弹丸(explosively formed penetrators,EFP)战斗部侵彻钢靶目标的深度,设计多层药型罩EFP战斗部装药结构.利用ANSYS/LS-DYNA软件,对5种药型罩层数的EFP战斗部成型和侵彻间隔靶板进行数值模拟,分析不同层药型罩的EFP战斗部对炸药能量利用率及穿深能力.结果表明:多层同材料的球缺型药型罩堆叠、贴合放置可形成多个分离的同轴EFP,与单层药型罩结构相比,多层药型罩结构形成串联EFP对炸药能量利用率更高,具有更大的穿深能力,对靶板侵彻后效更强,其中3层和5层结构侵彻深度提高63.4％.     

EFP战斗部水下作用特性研究

通过EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的侵彻试验,EFP空气中形成后经水层对水下靶板的穿靶试验, EFP战斗部水中爆炸对水中舰船模拟靶的侵彻试验以及EFP水中运动过程的脉冲X光摄影试验,研究了EFP战斗部水下作用特性.结果表明:EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的1.85倍;EFP空气中形成后经水层对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的10倍;EFP战斗部水中爆炸对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的20倍.水中冲击波和弹道波对EFP在目标靶上的破坏效果有明显增强作用.     

末敏弹EFP战斗部增强破片杀伤作用研究

针对末敏弹对有生目标杀伤能力弱的问题,基于EFP战斗部结构,提出了一种轴向EFP药型罩结构并且周向装填预制破片的战斗部结构布局.利用仿真软件对EFP的成型与预制破片的飞散进行了数值模拟.仿真结果表明,周向装填预制破片对EFP的成型没有影响,而且预制破片的速度与分布较好.因此,周向装填预制破片可以增强末敏弹对软目标杀伤能力.     

不同包覆材料对RDX表面改性的对比研究

为防止改性双基推进剂在低温状态下出现"脱湿"现象,分别选用3种键合剂对黑索今进行表面包覆.应用光电子能谱分析仪(XPS)检测了包覆产物的元素含量,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了包覆前后粒子的表观形貌.实验数据表明:键合剂可以成功包覆于黑索今颗粒表面;同时,对包覆样品的撞击感度和摩擦感度分别作了测试,结果发现包覆后RDX的撞击感度降低,对摩擦刺激的反应没有明显变化.     

基于机器视觉的内外径尺寸检测系统研究

文中给出了一个能在线实时检测药柱内外径尺寸的系统。该系统采用机器视觉技术,利用面阵CCD摄像机获取图像,通过数字图像处理技术,提出了一种适于在生产线上实时检测药柱平均内外径的方法。     

环起爆位置对EFP成型的影响

针对环形起爆网络在多模成型装药上的应用问题,利用LS-DYNA仿真软件,通过改变环起爆位置,研究了起爆环距离药型罩的轴向距离和起爆环半径对形成侵彻体的速度、长径比等参数的影响规律.分析结果表明,起爆环半径对EFP成型的影响比较大,当起爆环半径从0倍增加到0.5倍装药口径时,EFP头部速度提高了37%,长径比增加了6.6倍;当起爆环到药型罩的轴向距离从0.34倍装药口径减小到-0.06倍装药口径时,侵彻体速度减小了42.7%,长径比降低了72.6%.数值模拟结果与脉冲X光摄影试验结果吻合较好,仿真与试验结果表明侵彻体速度和长径比与起爆环到药型罩的距离和起爆环半径分别呈线性变化和抛物线规律变化.