泡沫铝材料防护性能的数值模拟

为了解不同材料参数对防护结构防护性能的影响,对泡沫铝材料防护性能的数值进行模拟.针对应用AUTOUDYN软件数值模拟单一泡沫铝作防护材料时对爆炸冲击波的衰减特性,设计防护结构为圆柱形的3维实体,根据圆柱形轴对称的特性,建立2维仿真简化模型,采用2维欧拉多物质算法数值模拟单一泡沫铝圆柱形防护结构,得出其对爆炸冲击波的衰减效果.结果表明:泡沫铝对冲击波有着显著的衰减作用,可为泡沫铝在相关复合防护结构中的应用提供参考.     

低密度材料射流形成过程的数值模拟

为研究在炸药爆轰作用下低密度材料形成射流的过程,采用AUTODYN有限差分软件,对低密度材料尼龙和特氟龙药型罩的成型特性做对比,得出在相同的时间下,形成射流的长度尼龙大于特氟龙,但特氟龙药型罩形成的射流一致性较好;并与广泛使用的高密度铜药型罩的成型对比,对不同时刻射流的形态及速度进行分析,得出低密度材料形成的射流有能量低、稳定性好、射流长径比较大的性质,所以对爆炸反应装甲穿而不爆有显著优势。     

双层反应装甲作用场参数数值模拟与实验研究

应用数值计算程序模拟了双层反应装甲在聚能射流作用下的爆炸过程,得到反应装甲在起爆后各飞板的运动规律和相互作用的过程,以及双层反应装甲飞板在不同起爆点条件下的运动规律,并用实验进行了验证.数值模拟与实验结果吻合较好.     

数值模拟在含能材料焚烧炉设计中的应用

为保证焚烧过程的安全,焚烧炉必须能够承受废弃含能材料在焚烧过程中意外爆炸产生的冲击作用。依据抗爆要求,分别采用动力系数法和英国原子能武器机构(Atomic Weapons Establishment)提出的方法(AWE方法)对废弃含能材料立式焚烧炉壳体进行了设计,通过AUTODYN软件对设计的焚烧炉在含能材料爆轰情况下壳体受力情况等进行了三维数值模拟,对烟气出口大小、出口位置和含能材料爆炸位置对焚烧炉抗爆性能的影响进行了分析。数值模拟结果表明:烟气出口的存在破坏了壳体的连续性,在出口附近出现应力集中,最大应力出现在出口上边缘;随着出口直径增大、出口圆心位置距壳体封盖越近、含能材料爆炸位置距出口越近,出口上边缘的应力集中越严重;当含能材料与焚烧炉壳体距离较近时,爆炸会使壳体产生塑性变形。因此,在烟气出口直径确定的情况下,采取出口圆心位置尽量远离封盖、出口处设置补强圈、含能材料与壳体保持一定的距离等措施保证焚烧过程的安全性。     

炸药脆性材料切削加工数值模拟研究

切削加工是制造业中的于金属材料,主要是二者材料的力学性能巨大差异造成的.作者利用LS-DYNA有限元程序,对炸药此类脆性材料三维非正交切削加工进行了数值模拟.在不考虑热效应情况下,分析了炸药工件因切削而产生的变形和应力.     

TNT和TATB炸药爆轰参数的数值模拟

用Gibbs自由能最小原理,通过解化学平衡方程组,求解TNT和TATB炸药爆轰产物系统的平衡组分,计算结果与用BKW和LJD方法计算的结果相近。用自编的程序从碳的石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相中确定出炸药爆轰产物中游离碳更可能存在的相态,并用此相态计算爆轰产物中碳的Gibbs自由能,用Ree修正的WCA状态方程和Ross软球修正的硬球微扰理论,对TNT和TATB炸药爆轰参数进行数值模拟计算,爆轰CJ点的爆速和爆压的计算结果与实验值吻合得很好。     

VESF材料与结构参数对JPC成型影响的数值模拟

采用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D数值仿真分析了VESF对聚能杆式射流(JPC)成型的影响,获得了不同VESF材料、形状(K字形,矩形,三角形)及其与主装药间距下侵彻体成型的仿真结果。结果表明,随着VESF材料密度的增加及其与主装药间距的增大,主装药起爆点由中心逐渐向外过渡;不同横断面形状的VESF也可形成不同的起爆方式,K字形与矩形时为点起爆,三角形时为面起爆。在本研究条件下,VESF材料为钢,横断面为K字型与主装药距离为6 mm的,JPC成型效果最佳。     

子母弹抛撒干扰流场的数值模拟

运用流体力学软件CFX对子母弹抛撒时的干扰流场进行了数值模拟。研究给出了当子母弹抛撒时,子弹在不同马赫数条件下和有一定夹角的情况下的气动特性。这些结论为子母弹的分离参数选择提供了参考依据。     

硝化棉一级自催化分解反应动力学参数数值模拟

提出了计算硝化棉（ＮＣ）一级自催化分解反应动力学参数的数值模拟方法。根据热重（ＴＧ）曲线分析结果,建立了描述ＮＣ失重５０％前、后随时间变化的一级自催化反应微分动力学方程和一级反应微分动力学方程。     

线型聚能射流速度参数的试验及数值模拟研究

本文采用DYNA2D程序对射流自由飞行段进行数值模拟，将模拟所得的射流头部速度值与现有的试验结果进行了对比，数值结果与试验结果较为吻合。     

炮钢铣削力正交试验与数值仿真

炮钢是一种重要的兵器材料,为提高炮钢的加工精度及表面质量,对切削条件与铣削力的影响规律进行研究。采用正交试验法探讨了各种因素对铣削力的影响规律,建立了铣削力仿真模型,得出了炮钢切削深度、切削速度及每齿进给量等3个切削参数的铣削力经验公式,在加工中心上利用9257B型三向测力仪测量切削力信号,并用数值计算的方法给出相同的铣削力分布数值。结果表明：该铣削力仿真模型准确,试验数据可信。该研究方法可为金属切削理论、材料的切削加工工艺性能和优化切削工艺性能等研究提供一定的参考。     

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.     

水下潜射航行体片状空化的数值模拟研究

利用商业CFD软件对水下潜射航行体片状空泡的产生和发展进行了数值模拟研究，特别是对片状空泡的回注射流作了深入细致的分析．通过对CFD软件自定义函数的研究，将软件中的空化模型作了修改，利用修改的模型对片状空泡进行了数值模拟．通过修正前、后模型的模拟计算结果与实验结果的比较，后者与实验结果吻合较好．     

靶板材料对聚能射流跳弹角影响的数值模拟与试验

利用ANSYS/LS-DYNA软件,数值模拟了金属射流以较小入射角(5°~7°)侵彻不同材料靶板(603装甲钢及铝)的跳弹过程。观察了其侵彻及跳弹的过程。结果表明,所得模拟结果与试验数据吻合。当射流头部速度为6500 m·s~(-1)时,603装甲钢的跳弹临界入射角为6°~7°,铝的跳弹临界入射角为5°~6°,随着靶板强度增大,射流跳弹角减小。射流跳弹有两个阶段,首先射流接触靶板时,射流头部发生跳弹,射流其他部分进入靶板内部;然后射流前端在靶板非对称阻力影响下运动方向发生偏转,最终跳出靶板,射流后续部分随之跳出靶板。603装甲钢跳弹与未跳弹开坑深度之比为0.389,低于铝靶的0.795,证明在跳弹情况下,随着靶板强度的提高,射流消耗在侵彻靶板、扩展弹坑上的能量减少。     

带空腔装药结构射流成型数值模拟研究

利用AUTODYN-2D非线性差分软件对有空腔装药结构的射流成型过程进行了数值模拟。分析研究了装药空腔顶部到装药端面距离h、装药空腔顶部直径d及装药空腔与药型罩接合处母线长度L三因素对射流成型的影响规律。在此基础上,应用正交设计针对3种因素对射流头部速度影响的主次关系进行了分析研究。结果表明：射流头部速度随着h值的增大而减小,随着d值增大而增大;当其他因素不变时,L存在最佳取值,L小于最佳值时射流头部速度随L值增加而增加,反之则会降低;装药空腔顶部直径是射流头部速度的主要影响因素;得到了3种因素的最优组合,最终结果比无空腔装药射流头部速度提高了19.1%。     

装药爆轰控制结构参数对双模毁伤元的影响

成型装药中装药爆轰控制结构参数对爆轰波的传播和双模毁伤元的成形有着重要影响,应用LS-DYNA仿真软件,研究了装药口径110 mm、JH-2炸药条件下隔板参数(隔板直径、隔板厚度、隔板锥角)、装药结构参数(装药高度、小药片高度)对于EFP和JPC双模毁伤元成型的影响规律,确定了各参数的最佳取值范围,其中隔板直径、厚度分别取为0.8~0.87和0.08~0.12倍装药口径,隔板半锥角取52°~60°,装药高度、小药片高度分别取1.1~1.2和0.06~0.12倍装药口径。结合正交设计方法确定了最佳装药爆轰控制结构参数组合:隔板直径、厚度和半锥角分别取0.91、0.07倍装药口径和52°,装药和小药片高度分别取1.14和0.1倍装药口径,壳体厚度取0.09倍装药口径。进行了X光摄影试验验证,数值模拟和试验结果吻合较好。