EFP垂直侵彻靶后破片云描述模型

针对靶后破片是影响装甲保护能力和聚能装药毁伤的主要问题,基于EFP垂直侵彻的靶后破片,建立其初始靶后破片云的数学描述模型,并在此基础上采用有限元仿真软件AUTODYN-3D对EFP垂直侵彻钢靶形成靶后破片的过程进行数值模拟。数值模拟结果与靶场实验结果进行对比,结果表明:仿真的EFP成型参数、靶后破片空间分布状态和靶板开孔特征均与实验较为吻合。因此,证明该仿真模型和所得靶后破片云初始描述模型具有较高的可信度,可以为EFP对装甲目标的毁伤评估方面提供一定的参考。     

聚能装药垂直侵彻靶后破片的散布规律

靶后破片是造成装甲内部环境二次毁伤的主要媒介,准确掌握其在靶后一定距离和面积上的散布规律具有重要意义。通过X光试验和有限元数值模拟对靶后破片云形态特征进行了研究,建立了破片速度散布的数学模型,并通过后效铝板获得了破片的散布情况,得到了不同厚度靶板下破片速度、破片数量等特征参数随飞散角的变化规律,为聚能装药毁伤效应评估提供参考。     

聚能装药侵彻靶后破片的空间分布特征

准确掌握靶后破片的空间分布规律是有效开展聚能装药对装甲目标内部环境毁伤效应评估的先决条件。通过试验和有限元仿真对典型聚能装药侵彻不同倾角靶板产生靶后破片过程进行了研究,结果表明:射流穿透靶板瞬间,大量碎片在靶后形成椭圆体破片云,随着靶板倾角增大,靶后破片云朝着靶后法线一侧偏转,其水平截面(与射流轴线垂直的截面)由圆形逐渐变为椭圆,但靶后破片间最大飞行夹角始终保持在90°左右。     

某专用EFP的结构设计和数值模拟

EFP侵彻非均匀介质,相比聚能射流具有很多优点。本文在对比研究聚能射流和EFP形成及作用过程的基础上,结合实际对EFP装药进行整体结构设计。基于此结构,利用LS-DYNA程序对EFP成型过程及其速度、能量进行三维数值模拟,然后采用一种工程算法进行理论解析,两者对比检验设计结果的合理性。结论对于EFP装药的结构设计和工程应用具有一定的参考价值。     

钨、铀合金破片侵彻性能对比数值研究

为研究不同形状钨破片和铀破片的侵彻性能的优劣,在有关试验的基础上通过AUTODYN软件开展了3组Ф7mm钨球侵彻Q235钢板的验证性仿真模拟,模拟结果与实验结果均吻合,由此验证了仿真方法和相关参数的正确性;分别开展了3种不同形状钨、铀合金破片在不同着靶姿态下侵彻10mm厚Q235钢靶的数值仿真.结果表明:在形状和初速均相同的条件下无论以何种姿态着靶,铀破片的侵彻能力都要强于钨破片;无论钨破片还是铀破片,棱角着靶姿态和棱边着靶姿态的立方体破片侵彻能力最佳,圆柱形水平姿态和面着靶姿态的立方形破片侵彻能力最差.     

靶网测试法在破片初速测试中的应用

在地面爆炸试验中,破片初速测试是一个重要的测试项目,目前比较成熟的测试方法为靶网测试法。本文主要讨论靶网测试法在破片初速测试中的应用。     

装配式组合防爆墙抗高速破片侵彻性能研究

为研究一种新型的装配式双层钢板组合防爆墙结构的破坏分级指标,依据CONWEP程序计算所得的不同恐怖爆炸威胁等级下破片的特征参数,采用LS-DYNA软件,对组合防爆墙及等厚混凝土结构抗单破片及多破片高速法向撞击时的侵彻性能进行对比研究,分析了破片在防爆墙中的侵彻过程,得到了4种类型破片法向撞击下两种防爆墙的破坏特征以及破片侵彻深度、速度、加速度等特性参数的变化规律.分析表明,组合防爆墙抗破片侵彻性能明显优于混凝土结构,在研究结构破坏分级指标时须考虑多破片的破坏效应.     

603靶板抗EFP侵彻等效靶实验研究

在EFP对有限厚45#碳钢靶和有限厚603靶板侵彻的脉冲X光摄影试验及靶后破片回收试验的基础上,分析了EFP对有限厚45#碳钢靶和有限厚603靶板的侵彻规律,进而通过对试验结果的数据处理,获得了EFP对有限厚45#碳钢靶和有限厚603靶板的极限穿透速度。利用极限穿透速度相等条件,获得了45#碳钢板与603靶板的等效关系．     

爆炸产生破片对陶瓷/纤维复合靶板的侵彻分析

采用Ansys/LS-DYNA程序,对平头柱形破片以706 m/s速度正入射陶瓷/纤维复合靶板的侵彻过程进行分析,得出了复合靶板的防护能力与陶瓷层、纤维层厚度的变化规律.通过弹靶撞击实验和模拟曲线分析.进一步优化了复合靶板的结构参数.     

某专用EFP的结构设计和数值模拟

EFP侵彻非均匀介质,相比聚能射流具有很多优点。本文在对比研究聚能射流和EFP形成及作用过程的基础上,结合实际对EFP装药进行整体结构设计。基于此结构,利用LS-DYNA程序对EFP成型过程及其速度、能量进行三维数值模拟,然后采用一种工程算法进行理论解析,两者对比检验设计结果的合理性。结论对于EFP装药的结构设计和工程应用具有一定的参考价值。     

新型集成装甲对EFP侵彻性能的影响

根据平板装药和陶瓷复合装甲与爆炸成型弹丸（EFP）相互作用的原理，提出了新型集成装甲与EFP作用的计算模型；据此模型进行了EFP残余速度计算，证明了在相同面密度的新型集成装甲和陶瓷复合装甲防护下，EFP的残余速度有明显差异；根据该计算模型可进行集成装甲的优化和EFP的反装甲目标设计。     

爆破振动峰值速度计算的优化研究

基于非线性数值分析思想,提出一种提高爆破振动峰值速度计算精度的方法,并借助MAT-LAB编程对其内部参数进行拟合求解。工程实践证明,此种优化方法明显优越于传统的萨道夫斯基经验公式和线性分析方法修正的萨氏公式,使爆破预测精度得到提高,进而为工程的防震减灾提供了更加可靠的依据。每个工程场地都存在一个最佳的装药量与爆心距指数比,建议修正《爆破安全规程》(GB6722-2003)所采用的萨氏公式中装药量与爆心距之间固定指数比的规定。此外,文中提出了一个适用于多排孔延时爆破振动速度预测模型的依据公式。     

Analysis of debris clouds produced by impact of aluminum spheres with aluminum sheets

Results of two-stage light gas gun testing of two diameters of aluminum spheres impacting 0.5 mm and 1.0 mm thickness aluminum plates were described in this paper. Impact velocities for these tests were between 3.16 km/s and 5.17 km/s. The components of debris cloud and damage patterns in the witness plate were described. The morphologic features of debris clouds such as shape, axial velocity, and diametral velocity were discussed. The size and number of fragments in the internal structure of debris cloud were not evaluated quantitatively, but described qualitatively. As a result, the shape of the leading face of the internal structure of debris cloud appeared to be sensitive to impact velocity, but not t/D ratio (bumper-thickness-to-projectile diameter ratio). The point at which the maximum diameter of the external bubble of debris cloud occurred had a same half spray angle of 30 degree and the last fragments ejected from bumper had a same half spray angle of 42 degree for each test. Fragments after the point mentioned above in the external bubble of debris cloud were ejected as several chains, the number of which is sensitive to impact velocity, but not t/D ratio. The changes in normalized velocity of the measurement points at debris cloud appeared the same trend as conclusions presented by Piekutowski except for the normalized internal structure expanding velocity. A certain value of t/D ratio, at two sides of which, the normalized internal structure expanding velocity appeared different variety trend existed.     

爆炸成型弹丸对装甲靶板的高速冲击效应研究

摘　要：爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectiles,简称EFP)垂直高速冲击603装甲靶板实验,呈现了靶板入口卷边花瓣状破坏、出口具有拉伸断裂特征的外翻花瓣形穿孔、入口直径明显大于出口直径等宏观的冲击现象。为了从机理上研究EFP对装甲靶板的高速冲击效应,利用ANSYS/LS-DYNA动力学仿真软件,对整个冲击过程进行了数值模拟,再现了EFP形成、开坑、稳定侵彻、尾翼侵彻和冲塞贯穿的物理过程,模拟结果与实验现象吻合较好,并从原理上分析了实验中各宏观现象产生的原因。研究结果不但认识了EFP冲击装甲靶板的机理,也可为增强装甲防护能力和优化EFP设计提供理论参考,具有重要的现实意义和较高的工程应用价值。     

椭球弹丸超高速撞击防护屏碎片云数值模拟

低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击.本文采用AUTODYN软件进行了椭球弹丸超高速正撞击及斜撞击防护屏碎片云的数值模拟.给出了三维模拟的结果.研究了在相同质量的条件下,不同长径比椭球弹丸以不同速度和入射角撞击防护屏所产生碎片云的特性,并与球形弹丸撞击所应产生的碎片云特性进行了比较.结果表明:在相同的速度下,不同长径比椭球弹丸撞击的碎片云形状、质量分布和破碎程度是不同的,随撞击入射角的增加弹丸的破碎程度增大,滑弹碎片云的数量增加;随撞击速度的增加,弹丸的破碎程度也增加.     

The effect of annular multi-point initiation on the formation and penetration of an explosively formed penetrator

Using LS-DYNA software, this paper studies the problem of an annular multi-point initiation circuit applied to an EFP charge, and the effects on the penetrator formation parameters, such as velocity and length-diameter ratio, by examining the number of initiation points, the initiation position, and the synchronized initiation deviation of the annular multi-point initiation circuit. It reaches the conclusion that when there are six or more initiation points, the formed EFP of a multi-point initiation project is similar to the result of a peripherally initiated charge. It also finds that the change of across velocity gradient is the main cause of bending distortion of the penetrator, and that the formed penetrator cannot bend if the multi-point synchronized initiation deviation is less than 200 ns. The simulation results were validated through X-ray imaging experimentation. Both results are in good agreement. It was found that, with the increase of the initiation annular radius, the EFP velocity improves by 24%, and the length-diameter ratio increases by more than 5 times.