串联战斗部前级的环形切割器优化设计

为提高导弹的毁伤能力,拟在战斗部前端加装环形切割器。通过数值模拟对环形切割器进行了优化设计,通过靶场试验对环形切割器的毁伤效果进行了检验。结果表明,优化设计的环形切割器对80mm厚靶板切割效果显著,环形切割器在30°攻角下对40mm靶板具有很强的切割效果。研究结论为新型串联战斗部的设计提供了参考。     

环形切割器性能数值模拟研究

现代大型水面舰艇大多采用多层舱室、复合装甲甲板、侧舷等技术,提高抗打击能力,这就要求半穿甲反舰导弹战斗部需要有更大的侵彻能力,才能有效对海上大型水面舰艇实施有效的打击。采用环形切割器作为高效毁伤战斗部的前级,可大大提高战斗部的威力。本文利用LS-DYNA建立了数值仿真模型,分析了射流形态、射流速度、起爆方式等影响环形切割器破甲的因素。仿真结果表明:药型罩开口直径6cm,可以有效切割5cm厚靶板。     

环形切割器性能数值模拟研究

现代大型水面舰艇大多采用多层舱室、复合装甲甲板、侧舷等技术,提高抗打击能力,这就要求半穿甲反舰导弹战斗部需要有更大的侵彻能力,才能有效对海上大型水面舰艇实施有效的打击。采用环形切割器作为高效毁伤战斗部的前级,可大大提高战斗部的威力。本文利用LS-DYNA建立了数值仿真模型,分析了射流形态、射流速度、起爆方式等影响环形切割器破甲的因素。仿真结果表明:药型罩开口直径6cm,可以有效切割5cm厚靶板。     

线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟

利用相似理论分析了线型聚能切割器(LSCC)切割钢靶板过程的相似参数,建立了该钢靶板的相似率关系。在此基础上以文献〔5〕中的线型聚能切割器为计算模型,应用ANSYS/LS-DYNA3D软件对其进行模拟,通过与试验结果对比证明了模拟的正确性。然后对满足模拟比的聚能切割器切割靶板的过程进行了模拟,对比分析了其射流头部速度及侵彻深度。结果表明,相似率模型在线型聚能切割器切割靶板过程中是成立的。     

线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟

利用相似理论分析了线型聚能切割器(LSCC)切割钢靶板过程的相似参数,建立了该钢靶板的相似率关系。在此基础上以文献〔5〕中的线型聚能切割器为计算模型,应用ANSYS/LS-DYNA3D软件对其进行模拟,通过与试验结果对比证明了模拟的正确性。然后对满足模拟比的聚能切割器切割靶板的过程进行了模拟,对比分析了其射流头部速度及侵彻深度。结果表明,相似率模型在线型聚能切割器切割靶板过程中是成立的。     

轴向驱动反应破片的作用过程?

为提高舰炮末端硬拦截反舰导弹的能力,提高对目标的毁伤效能,设计了一种轴向驱动反应破片战斗部。应用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对破片战斗部进行了数值模拟分析,数值模拟结果表明:采用PTFE(聚四氟乙烯)作为内衬可以有效提高破片的完整性和抛撒速度。通过试验对设计的战斗部进行了毁伤效能验证,试验结果表明:反应破片在侵彻靶板后,具有爆燃等二次毁伤效应,造成的损伤效果优于传统型利用动能打击目标的惰性破片,可使舰船硬拦截反导效能显著提高。     

线型聚能切割器水下切割钢板性能的数值模拟研究

借助ANSYS/LS-DYNA软件对线型聚能切割器水下切割钢板性能的影响因素进行了数值模拟研究。重点分析了水介质、有无药型罩和带有空气槽对射流侵彻靶板的特性影响。结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能;带有空气槽的切割器可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;通过对无药型罩切割器水下切割钢板的数值计算,得到的钢板侵彻深度可达15.3 mm,相比有药型罩时,无药型罩的切割深度有了很大提高,侵彻深度大约是有药型罩的3倍,接近空气中线型聚能切割器对钢板的切割深度17.2 mm。     

复合材质杆式射流侵彻水下目标的数值模拟

为了实现聚能战斗部对水下目标的高效毁伤,在传统聚能战斗部的基础上设计了一种采用不同材料的球缺罩与偏心亚半球形罩组合的聚能战斗部。阐述了复合材质组合式聚能战斗部的结构设计及作用原理,利用有限元软件AUTODYN数值模拟了其成型及侵彻水下靶板的过程,并与传统的偏心亚半球缺式和单一材质组合式战斗部的毁伤效果进行了对比。研究表明,复合材质组合式战斗部形成的前级杆式射流侵彻水介质过程中可以为后级杆式射流开辟无耗能通道;在相同炸高下,侵彻相同厚度的水介质与靶板后,与传统杆式射流相比,复合材质杆式射流的动能衰减率最小,剩余动能提升了28.59%。该复合材质组合式聚能战斗部可以实现对水下目标的高效毁伤。     

线型聚能装药切割器系统参数研究

为满足某新型战斗部的要求 ,基于定常理论设计了线型聚能装药切割器。利用紫铜和钢药型罩切割器对不同厚度的钢板进行了切割试验 ,得到了一组切割器参数及相应的切割深度。对实际的与理论计算的切割深度进行了比较 ,结果表明 :装药量较大的线型聚能装药切割器 ,其实际切割深度略大于理论切割深度 ,可以满足某新型战斗部的要求 ;同时表明 ,对于小型切割器 ,利用公式 p =2 ·sinα·L ρj/ ρt计算侵彻深度是可行的     

线型聚能装药切割器系统参数研究

为满足某新型战斗部的要求 ,基于定常理论设计了线型聚能装药切割器。利用紫铜和钢药型罩切割器对不同厚度的钢板进行了切割试验 ,得到了一组切割器参数及相应的切割深度。对实际的与理论计算的切割深度进行了比较 ,结果表明 :装药量较大的线型聚能装药切割器 ,其实际切割深度略大于理论切割深度 ,可以满足某新型战斗部的要求 ;同时表明 ,对于小型切割器 ,利用公式 p =2 ·sinα·L ρj/ ρt计算侵彻深度是可行的     

柱锥体环形切割器壳体飞散仿真研究

为研究串联战斗部前级装药对后级随进战斗部的影响,验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,利用ANSYS/LS-DYNA软件进行了柱锥体环形切割器壳体飞散的数值仿真,得到了在其后级随进战斗部之前的空气域中的飞散路径,获得了这部分空气域内的爆炸响应冲击波的时间-压力历程。仿真结果表明,柱锥体环形切割器壳体破裂后,以壳体端部和壳体内侧上部对后级随进战斗部的影响为主,而内侧上部壳体受爆轰波影响形成聚能侵彻体对后级随进战斗部的影响最大,这为串联战斗部中对后级随进战斗部的隔爆设计打下了基础。     

柱锥体环形切割器壳体飞散仿真研究

为研究串联战斗部前级装药对后级随进战斗部的影响,验证在现有导弹战斗部前端加装环形聚能装药的可行性,利用ANSYS/LS-DYNA软件进行了柱锥体环形切割器壳体飞散的数值仿真,得到了在其后级随进战斗部之前的空气域中的飞散路径,获得了这部分空气域内的爆炸响应冲击波的时间-压力历程。仿真结果表明,柱锥体环形切割器壳体破裂后,以壳体端部和壳体内侧上部对后级随进战斗部的影响为主,而内侧上部壳体受爆轰波影响形成聚能侵彻体对后级随进战斗部的影响最大,这为串联战斗部中对后级随进战斗部的隔爆设计打下了基础。     

两次冲击作用下压装炸药损伤规律研究

针对装药在多次冲击作用下易产生结构损伤,进而形成热点,引起战斗部提前点火甚至起爆的问题,采用一级轻气炮为加载源,设计了冲击加载模拟实验装置,分别开展了单个10 mm 、单个12 mm、两个10 mm和两个12 mm厚端盖4种工况的冲击加载试验。结合仿真模拟和扫描电子显微镜（SEM）,获取了装药内部应力分布规律及损伤特征,分析了加载次数对装药损伤的影响。结果表明:与单次冲击加载相比,炸药在连续两次冲击加载条件下损伤模式仍以拉伸断裂为主;但试样表面裂纹条数增多、分布范围更广、拉伸波叠加以及损伤演化速率提高等因素使得二次冲击加载时炸药内部微裂纹更易发展成为宏观裂纹。     

异形PDC齿混合切削破碎花岗岩特性研究

针对常规齿PDC钻头在硬地层钻进中出现的磨损大,崩齿、碎齿严重等问题,各种异形齿被广泛用于钻头设计。为探究和优化单一齿形及混合齿形PDC钻头的布齿间距,提高PDC齿在花岗岩地层的破岩效率,进行了相同形状PDC齿组合切削破岩室内试验和平面PDC齿与异形齿混合布齿数值仿真实验。研究结果表明：在切削花岗岩且切深为1.0 mm时,平面齿组合的最优布齿间距为10 mm,斧形齿为12 mm,锥形齿为3 mm,三平面齿为11 mm。混合布齿组合中,“平面齿+斧形齿”的最优布齿间距为6 mm,“平面齿+锥形齿”为8 mm,“平面齿+三平面齿”为9 mm。在不同的组合中,包含三平面齿的组合其破岩比功最低,破岩效率最高。研究结果对单一齿形钻头以及混合齿钻头的齿形选择和布齿间距优化具有重要的参考作用。     

线型聚能切割器爆破拆除钢结构烟囱的优化设计

以一座120m高钢结构烟囱爆破拆除工程为研究背景,为获得该工程中所用线型聚能切割器较优的结构参数组合,采用正交优化设计的方法,研究了线型聚能切割器罩顶角2α、母线长dm、罩壁厚δ和炸高H四个主要因素对聚能射流的影响,选取L27(313)正交优化表,以射流侵彻钢板最大深度Yi作为评判指标,利用LS-DYNA有限元分析软件进行数值计算,得到4个因素对评判指标Yi影响的主次顺序,获得了最佳的结构参数组合:罩顶角2α取90°、母线长dm取25mm、罩壁厚δ取1.0mm、炸高H取10mm。将优化后的线型聚能切割器应用于实际工程中,效果良好,符合工程要求。     

Influence of radial depth of cut on entry conditions and dynamics in face milling application

The choice of milling cutter geometry and appropriate cutting data for certain milling application is of vital importance for successful machining results. Unfavorable selection of cutting conditions might give rise to high load impacts that cause severe cutting edge damage. Under some circumstances the radial depth of cut in combination with milling cutter geometry might give unfavorable entry conditions in terms of cutting forces and vibration amplitudes. This phenomenon is originated from the geometrical features that affect the rise time of the cutting edge engagement into workpiece at different radial depths of cut. As the radial depth of cut is often an important parameter, particularly when machining difficult-to-cut materials, it is important to explore the driving mechanism behind vibrations generation. In this study, acceleration of the workpiece is measured for different radial depths of cut and cutting edge geometries. The influence of the radial depth of cut on the dynamical behavior is evaluated in time and frequency domains. The results for different radial depths of cut and cutting geometries are quantified using the root mean square value of acceleration. The outcome of this research study can be used both for the better cutting data recommendations and improved tool design.     

碳纤维壳体壁厚对陶瓷球初速及性能的影响?

为控制低附带毁伤战斗部中杀伤元的杀伤范围及杀伤威力,研究战斗部壳体厚度对初速及性能的影响。将炸药与陶瓷球混合构成新型复合装药结构,采用LS-DYNA软件对不同壁厚的战斗部进行数值模拟,从中筛选出壁厚为2、4、6 mm的壳体,进行静爆试验。对比分析得出,仿真与试验结果规律吻合较好,陶瓷球的初速与壳体厚度线性相关。相同装药结构中,随着壳体厚度的变化,爆轰瞬间,陶瓷球的初速、强度、毁伤效能等均有相应变化。可适当调节壳体壁厚来控制陶瓷球的初速。     

Dynamic Cutting of AMg6 Aluminum Alloy Casings of Warhead Cones

The relation between the cutting length of 9E-1028 warhead casings made of an AMg6 aluminum alloy 1.0 mm thick and the initial speed of an explosive-propelled massive knife was obtained experimentally. These data were used to determine the cutting force. Mean stresses on the knife–casing contact surface corresponding to this force are comparable with the yield strength of an AMg6 alloy.     

线型聚能切割器爆破拆除钢结构烟囱的优化设计

以一座120m高钢结构烟囱爆破拆除工程为研究背景,为获得该工程中所用线型聚能切割器较优的结构参数组合,采用正交优化设计的方法,研究了线型聚能切割器罩顶角2α、母线长dm、罩壁厚δ和炸高H四个主要因素对聚能射流的影响,选取L27(313)正交优化表,以射流侵彻钢板最大深度Yi作为评判指标,利用LS-DYNA有限元分析软件进行数值计算,得到4个因素对评判指标Yi影响的主次顺序,获得了最佳的结构参数组合:罩顶角2α取90°、母线长dm取25mm、罩壁厚δ取1.0mm、炸高H取10mm。将优化后的线型聚能切割器应用于实际工程中,效果良好,符合工程要求。