碎片冲击起爆带壳装药的数值模拟

利用非线性软件AUTODYN-2D模拟碎片冲击起爆带铝壳装药,其中装药为PBX炸药。采用Lee-Tarver点火模型,通过数值模拟碎片冲击带壳装药和冲击铝板对比验证了带壳装药作为防护结构的有效性和优越性,同时分析了起爆机理及碎片的尺寸和冲击速度对炸药起爆特性的影响规律。计算结果表明,随着碎片冲击速度的增大,容易形成稳定的爆轰;碎片直径的变化会影响临界冲击起爆速度。另外,考虑带壳装药本身,得到带壳装药中铝壳厚度变化对其冲击起爆的影响规律。     

破片对带壳装药冲击起爆的数值仿真

针对弹药可能会受到多发破片的撞击作用影响,对单个和多个破片撞击带壳装药的侵彻效果进行仿真。 运用Autodyn-3D 软件建立有限元模型,模拟不同形状的单破片及双破片撞击带壳装药、冲击起爆夹层炸药的过程, 计算其撞击带壳装药的阈值速度,并分析两破片不同间距对冲击带壳装药响应程度的影响,得出不同情况下冲击起 爆带壳装药的阈值速度和变化规律。结果表明：直径、阈值速度和双破片的间距对带壳装药的冲击起爆有一定的影 响,随着间距的增大,压力峰值减小,衰减变快。     

带壳炸药穿而不爆数值模拟与分析

基于采用低密度射流侵彻带壳炸药,使其穿而不爆,从而为后级主射流侵彻主目标清除障碍的设想,提出了用低密度材料作为成型装药药型罩材料.利用有限元AUTODYN-2D程序对该药型罩形成聚能射流进行了数值模拟,并对射流侵彻不同面板、背板以及夹层炸药厚度的带壳炸药时,夹层炸药是否起爆进行了对比分析,得到了不同面板、背板以及夹层炸药厚度下夹层炸药的峰值压力曲线和反应度曲线.结果表明:该低密度药型罩能够形成聚能射流,对于特定的带壳炸药,当面板、背板厚度小于2mm,夹层炸药厚度小于3.5mm时,射流侵彻带壳炸药能够实现穿而不爆;夹层炸药穿而不爆的压力阈值为7.09GPa,冲击起爆的压力阈值为8.02GPa;炸药压力对时间的积累效应以及炸药受压缩程度将会影响夹层炸药是否被射流冲击起爆.     

LEFP对带壳装药冲击起爆过程的数值模拟与试验

利用圆缺型药型罩形成线性爆炸成型侵彻体(LEFP),研究其对带壳装药战斗部的冲击起爆特性。采用端点起爆方式形成LEFP对直径82mm的聚能战斗部进行动态拦截撞击试验。利用高速摄影观察到战斗部结构失效的过程。采用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,建立LEFP冲击起爆带壳装药的数值仿真模型。对LEFP的成型过程、不同炸高以及不同起爆方式条件下拦截撞击带壳装药的过程进行仿真分析。结果表明,测得带壳装药均被引爆,中心线起爆的炸药平均压力峰值为端点起爆的1.17倍。LEFP具有作为装甲车辆主动防护系统或其他防空反导技术毁伤元的可行性。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

B炸药在弹丸侵彻作用下的易损性

为探索不同温度下B炸药易损性的响应特性,评价穿透深度和环境温度对B炸药响应程度的影响,用12.7 mm穿甲燃烧弹以850 m·s-1速度侵彻了B炸药。研究了-40,25,70℃温度下B炸药的响应特性。用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟了弹丸侵彻过程,研究了B炸药力学性能对易损性的影响。结果表明:在25℃条件下,B炸药极限侵彻深度为200~250 mm。B炸药在-40,25,70℃条件下最高反应级别分别为爆燃、爆炸、爆燃反应。高温、低温环境抑制了B炸药对弹丸侵彻的反应程度。装药剪切模量下降可使B炸药响应程度降低。     

柱形破片冲击带壳装药起爆判据研究

为得到柱形破片撞击带壳装药的临界起爆判据,在一维脉冲冲击起爆判据及长杆判据的基础上,构建一种破片撞击起爆带薄壳炸药的等效模型。将破片撞击带壳装药的过程等效为破片撞击裸装药,导出包含破片长度、直径以及炸药壳体厚度等参量的临界起爆判据,并利用仿真软件对所得结论进行模拟验证。仿真结果表明：当壳体厚度较薄时,冲击波冲击起爆是炸药发生爆轰的主控机制,数值模拟与理论计算结果基本一致,该起爆判据适用,且破片长径比存在临界值,当破片长径大于该临界值时,破片长径比的变化对临界起爆速度影响很小。     

12.7mm弹丸侵彻炸药的数值计算与试验研究

采用拉格朗日有限元算法对弹丸侵彻JO-H炸药实验进行数值计算,得到弹丸侵彻装药的侵彻过程及反应度。为验证数值计算结果,进行API验证试验,参考美军标MIL-STD-2105C评价反应等级。结果表明:在侵彻过程、轴向、径向尺寸效应等方面,验证试验与数值计算结果吻合良好;Ф100×300 mm尺寸的JO-H炸药在弹丸侵彻作用下发生爆轰作用;Ф400×200 mm装药反应剧烈性低于Ф100×200 mm装药,反应级别相同,为爆炸反应。     

含能毁伤元冲击引爆模拟战斗部试验研究

为提高战斗部的毁伤效能,对氟聚物基含能反应材料进行了研究。对氟聚物基含能材料配方改进并制备了一种Φ26mm×60mm的含能毁伤元。将含能毁伤元装入特定结构壳体后进行了冲击引爆模拟战斗部试验。采用高速录像观察含能毁伤元冲击侵彻模拟战斗部后的爆炸情况并测试爆炸后空气冲击波超压。考察了含能毁伤元不同速度下对B炸药和PBX-9404炸药的引燃引爆能力。设置了B炸药模拟战斗部静爆试验作为对比。在试验的基础上,通过测量爆炸后空气冲击波超压进行了TNT当量等效对比分析。试验研究表明,在735m·s~(-1)的侵彻速度下,氟聚物基含能毁伤元可冲击引爆B炸药模拟战斗部。在962m·s~(-1)的侵彻速度下,能引发PBX-9404炸药模拟战斗部爆燃反应。     

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。     

基于不同爆轰产物的格尼速度估算新方法（英）

A new method for prediction of Gurney velocity of explosives is introduced in which energy output is correlated with the heat of detonation, the number of moles of gaseous products of detonation per gram of explosive and the average molecular weight of gaseous products. It is assumed that the CHNO explosive reacts to form products composed of N2 , CO, H2O, CO2, H2,O2 and C（s） as determined by the oxygen balance of the unreacted compound. Good agreement is obtained between measured and calculated values of Gurney velocity as compared to previous correlations which assumed the reaction products to consist of N2 , H2O, CO2 and either C（s） or O2.     

基于不同爆轰产物的格尼速度估算新方法

1 IntroductionThe detonation products are largely gases, which inhigh temperature and high pressure regime, are highlynon-ideal. Detonation parameters such as pressure andvelocity can be calculated by a computer code, e.g. TI-GER[1], which uses a database of thermodynamic charac-teristics of explosion products and initial composition ofhigh explosives. Moreover, empirical correlations can al-so be used to determine important properties of energeticcompounds[2]. Some new methods have also bee…     

战斗损伤仿真中的等效靶与破片终点速度研究

概述了目前普遍采用的战斗损伤仿真分析方法,论证了其等效靶公式存在的缺陷。通过理论分析采用能量等效的原则建立了新的等效靶公式,取代了原来由强度等效得出的等效靶公式。选择了适用于战斗损伤仿真的极限速度公式,并提出了剩余速度的求解方法。利用前人做过的物理试验进行了验证。结果表明：建立的等效靶公式和剩余速度求解方法显著地提高了计算精度,可以应用于战斗损伤仿真分析中。     

预测接近Kamlet-Jacobs方程结果的CHNO炸药的爆速和爆压的经验氮当量方程（英）

我们提出了两个比常用氮当量方程更接近Kamlet-Jacobs方程结果的预测CHNO炸药爆速(D)和爆压(p)的经验氮当量方程。     

破片贯穿目标等效靶的极限速度

破片贯穿目标等效靶的极限速度是弹药、战斗部工程关注的问题之一。本文介绍了实验确定破片极限速度的基本方法，并用能量法建立了理论分析模型。此法对破片式杀伤战斗部和其它弹药设计具有一定的参考价值。     

冲击波测量法检验含铝非理想炸药的能量释放（英）

将有机玻璃紧贴于炸药柱,当爆轰波铅药柱传播至界面时发即在有机玻璃中引起一个强烈的冲击波。利用一特定装置分别测定在ＮＨ４ＮＯ３／ＴＮＴ８０／２０,ＮＨ４ＮＯ３／ＴＮＴ／Ａｌ８０／１０／１０,ＮＨ４ＮＯ３／ＴＮＴ／Ｌｉ８０／１０／１０和ＮＨ４ＮＯ３／Ａｌ９０／１０等炸药爆轰作用下有机玻璃中冲击波的传播速度,以检验含铝非理想炸药的能量释放。结果表明,冲击波速度随着传播距离的增加而降低;铝粉颗粒越细,冲击     

水下发射装置后坐能量测试及特性分析

利用卧式后坐装置、磁电式速度传感器、测量放大器、瞬态波形记录仪及计算机组建了一套水下发射装置后坐能量测试系统。利用该系统分别在陆上和不同水深（0．75、5、10、15和20m）的状态下，对水下发射装置的后坐运动参数进行了测试，得出了后坐能量随水深的增加而增大、而后坐距离随水深增加而减小的变化规律。利用最小二乘法，建立了水下发射装置后坐能量随水深的变化规律模型，并通过实验对该模型作了进一步验证，并对测量结果的不确定度做出初步分析。     

大长径比杆条在空气中飞行情况的数值模拟研究

利用典型的流—固耦合算法,对大长径比(L/D≥30)杆条在空气中飞行的情况进行三维数值模拟研究,计算了不同尺寸杆条的速度衰减系数和等效应力分布,并将数值模拟结果与试验结果进行了比较,为离散杆式战斗部设计和研究提供参考。     

面对称结构战斗部破片特性能量分析方法

为获得面对称结构战斗部的破片初速分布规律,基于能量分析的方法,针对棱柱型结构战斗部在内爆加载下的动态响应开展研究.采用修正的Hamilton原理,提出了一种求解面对称战斗部破片飞散特性的工程计算方法.计算结果与试验结果吻合较好,总体分布趋势基本一致,为提高飞行器作战性能提供了重要的理论依据.     

钨合金弹侵彻圆柱壳靶板的数值模拟

利用ANSYS／LS—DYNA有限元软件,通过数值计算模拟了反导舰炮系统的钨合金弹侵彻反舰导弹的战斗部壳体的过程,分别计算了钨合金弹以不同的速度侵彻圆柱壳靶板的不同位置时子弹的剩余速度和剩余动能,并对钨合金弹侵彻相同厚度的圆柱壳靶板和平板靶板进行了比较。计算结果表明,子弹的侵彻位置对剩余速度和剩余动能影响很大,钨合金弹侵彻相同厚度的圆柱壳靶板和平板靶板的过程规律相似,只是在数值上有很小的差别。