平顶药型罩聚能射流形成过程研究

ANSYS/LS-DYNA对平顶药型罩的射流形成过程进行数值模拟,结果表明,在顶点起爆条件下,平顶药型罩的平顶中心首先下凹并拉动药型罩边壁向内汇聚,使得存在夹角的平顶与边壁整体构成环形线性聚能罩,此聚能罩在炸药爆轰作用下产生一级射流,一级射流彼此作用继而产生更高速度的二级射流。分析认为其机理是二级药型罩成型假说,尝试探索研究多级射流领域,并为提高射流速度提供一种新思路。     

粉末药型罩聚能射流形成过程中温度分布及影响分析

根据石油射孔弹的实际结构和几何尺寸,运用ANSYS/LS-DYNA-2D非线性动力学有限元分析软件,采用瞬态非线性的热耦合计算方式,对孔隙率为11.53%的铜药型罩射流形成过程中典型瞬态的温度场进行描述和分析;对多孔药型罩聚能射流的最高温度-时间曲线进行研究,并对射流自身是否产生熔化进行判断;对比了多孔药型罩与密实药型罩聚能射流轴线和外表面温度。结果表明:聚能射流轴线温度高,由轴线向外表面逐渐降低,最高温度先增大,11μs增到最大1 743K后减小,最后几乎不变,约为1 378K,多孔药型罩比密实药型罩聚能射流的温度高,延伸性能和稳定性能更好。     

粉末药型罩聚能射流形成过程中温度分布及影响分析

根据石油射孔弹的实际结构和几何尺寸,运用ANSYS/LS-DYNA-2D非线性动力学有限元分析软件,采用瞬态非线性的热耦合计算方式,对孔隙率为11.53%的铜药型罩射流形成过程中典型瞬态的温度场进行描述和分析;对多孔药型罩聚能射流的最高温度-时间曲线进行研究,并对射流自身是否产生熔化进行判断;对比了多孔药型罩与密实药型罩聚能射流轴线和外表面温度。结果表明:聚能射流轴线温度高,由轴线向外表面逐渐降低,最高温度先增大,11μs增到最大1 743K后减小,最后几乎不变,约为1 378K,多孔药型罩比密实药型罩聚能射流的温度高,延伸性能和稳定性能更好。     

双锥药型罩结构参数对聚能射流的影响

为探究双锥药型罩结构参数对聚能射流速度的影响,采用数值仿真模拟双锥型药型罩形成射流的过程。结果表明:双锥药型罩较单锥结构形成的有效射流更加密集,且形成射流的头部最大速度及射流平均速度均大于单锥药型罩。通过因素影响分析结果可知,大、小锥罩角度的变化对射流头部速度影响均显著,且大、小锥罩角度差距越大,形成射流的平均速度越大,同时还能保持较高的射流头部速度。双锥罩罩顶距壳体起爆点距离越小,形成的射流头部最大速度越大,且侵彻深度越深;距起爆点越远,形成射流的平均速度越大,侵彻扩孔能力越强。     

线性变壁厚药型罩形成射流的数值模拟

采用有限元程序对顶部薄、底部厚的变壁厚药型罩爆破形成聚能射流的过程进行二维仿真模拟。以罩壁的变化率为特征,讨论了线性变化率为0.78%-7.83%的8种药型罩爆破形成射流的形态和射流形态参数的变化,并与等壁厚药型罩爆破形成的射流进行了对比。结果表明,罩壁的变化率对射流的形状、长度和断裂时间均有较明显的影响;对于本文所采用的装药结构而言,变化率在2%左右的线性变壁厚药型罩爆破效果最佳,并优于同等装药条件下线性等壁厚药型罩的爆破效果。     

线性变壁厚药型罩形成射流的数值模拟

采用有限元程序对顶部薄、底部厚的变壁厚药型罩爆破形成聚能射流的过程进行二维仿真模拟。以罩壁的变化率为特征,讨论了线性变化率为0.78%-7.83%的8种药型罩爆破形成射流的形态和射流形态参数的变化,并与等壁厚药型罩爆破形成的射流进行了对比。结果表明,罩壁的变化率对射流的形状、长度和断裂时间均有较明显的影响;对于本文所采用的装药结构而言,变化率在2%左右的线性变壁厚药型罩爆破效果最佳,并优于同等装药条件下线性等壁厚药型罩的爆破效果。     

截顶M型药型罩结构参数对聚能射流的影响

为了研究截顶M型药型罩的结构对聚能射流的性能影响,利用ANSYS/LS-DYNA对9组聚能装药结构进行数值模拟分析.通过改变药型罩截顶宽度和V型开口宽度,分析聚能射流的速度、长度以及连续性变化.结果表明,在9组不同的方案中,射流的速度随着药型罩截顶宽度和V型开口宽度的增加呈现先增加后减小的趋势.当截顶宽度为1.2 cm...     

双层药型罩射流形成的仿真研究

分析了聚能装药外罩对内罩的加速作用,用非线性动力学软件AUTODYN模拟射流的形成,找到形成射流和杵体的几何材料分界,以在药型罩分界线两侧分别设计2种不同金属材料.比较不同药型罩组合射流伸长到2CD(2倍炸高)时射流的连续性和头部速度,发现当内外层材料密度相当时,射流连续性变化不大;当外罩比内罩的声阻抗小时,射流头部速...     

截顶M型药型罩结构参数对聚能射流的影响

为了研究截顶M型药型罩的结构对聚能射流的性能影响,利用ANSYS/LS-DYNA对9组聚能装药结构进行数值模拟分析。通过改变药型罩截顶宽度和V型开口宽度,分析聚能射流的速度、长度以及连续性变化。结果表明,在9组不同的方案中,射流的速度随着药型罩截顶宽度和V型开口宽度的增加呈现先增加后减小的趋势。当截顶宽度为1.2 cm, V型开口宽度为0.4 cm时,射流的形态更好,射流头部速度最大,为6 007 m/s。     

基于SPH方法对不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻过程的模拟

为了解决传统基于网格的数值方法在模拟线性聚能射流问题时因大变形而导致网格畸变使计算难以进行的问题,本文通过自编程实现的光滑粒子法（SPH）对不同药型罩线性聚能装药射流形成及其侵彻金属靶板的过程开展了数值模拟研究,所实现的算法可以为线性聚能射流数值模拟研究提供新途径。本文所开展的研究首先基于已有的线性聚能射流试验模型进行模拟分析,采用SPH方法有效实现了线性聚能射流的形成过程,数值模拟获得的射流头部速度与试验比对误差在10%以内。然后建立了装药质量、药型罩质量和装药横截面宽度相同的前提下不同药型罩线性聚能射流模型,数值模拟获得不同药型罩形成的射流特征以及侵彻金属靶板的开口宽度和侵彻深度随时间的变化规律。研究得到的不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻规律可为线性聚能射流的设计提供参考。     

乳化炸药聚能射流侵彻靶板的数值仿真

为了研究聚能射流侵彻靶板的过程,采用乳化炸药对半球形药型罩聚能射流侵彻靶板实验,控制炸高为9cm,药型罩采用铜质材料。利用AUTODYN软件对聚能射流的形成、侵彻铝板的过程进行数值仿真,并且对多物质EULER算法求解得到的模拟结果进行分析,仿真结果与实验结果基本一致。     

乳化炸药聚能射流侵彻靶板的数值仿真

为了研究聚能射流侵彻靶板的过程,采用乳化炸药对半球形药型罩聚能射流侵彻靶板实验,控制炸高为9cm,药型罩采用铜质材料。利用AUTODYN软件对聚能射流的形成、侵彻铝板的过程进行数值仿真,并且对多物质EULER算法求解得到的模拟结果进行分析,仿真结果与实验结果基本一致。     

截顶辅助药型罩对椭球罩射流成型影响研究

为了研究截顶辅助药型罩的结构参数对椭球罩射流成型及侵彻性能的影响,运用仿真软件Autodyn-2D的Euler算法对其有限元模型进行数值模拟计算.结果表明:当辅助药型罩高度为2.5mm,直径为15mm时,截顶椭球罩形成的杆式射流具有最优的形态及侵彻性能,使用优化后的辅助药型罩结构侵彻混凝土靶板时,头部速度提升23.9％...     

柱-锥结合线型药型罩射流特性的数值模拟

为了提升线型聚能装药的切割能力,在锥形线型药型罩的基础上设计了一种新型柱-锥结合线型药型罩,并采用数值模拟软件ANSYS/ls-dyna对柱-锥结合线型药型罩、圆弧顶线型药型罩、锥形线型药型罩射流的形成及切割45号钢板的过程进行了数值模拟,通过对比3种结构药型罩形成射流的头尾部速度、拉伸断裂时间、对45号钢板的切割能力来确定设计方案的可行性。研究表明:柱-锥结合线型药型罩形成射流的头部速度最高,相对锥形线型药型罩提高了约12.6%,相对圆弧顶线型药型罩提高了约5.4%;而且柱-锥结合线型药型罩形成的射流拉伸性能较好,能量更高,对45号钢板的切割能力最强,相对圆弧顶线型药型罩提升了约26.7%,相对锥形线型药型罩提升了约58.8%。     

带隔板线型聚能装药侵彻能力的正交优化

为了获得带隔板线型聚能装药最佳的结构参数,采用正交优化设计的方法,研究了药型罩楔形角2α、壁厚δ、装药高度H、隔板宽度a、隔板楔形角2β5个因素对线型聚能射流的影响,选取L25(55)正交优化表,利用LS-DYNA软件进行仿真计算,得到了5个因素对射流最大速度和射流长度影响的主次顺序,描述了各因素对射流两个指标的影响规律,获得了最佳的结构组合a3-2β2-H5-2α4-δ4。实验证明,该装药结构对钢靶的侵彻深度大于1倍药型罩口宽,提高了线型聚能装药的切割能力。