立方体预制破片战斗部破片初速计算模型

为了建立立方体破片的初速计算模型,运用AUTODYN软件分析已有试验的爆炸驱动过程,将其分为爆炸产物不泄露和泄露两阶段,基于系列假设、冲量定理和修正的爆炸产物压强公式建立了全过程的立方体破片速度计算模型。该模型给出的破片初速值与试验结果吻合较好,并反映出立方体预制破片的初速还与周向破片数量及驱动过程中破片的最大周向形变量有关。     

战斗部破片分布规律的计算

本文从基本概念入手，经大量试验数据分析处理，建立了不同结构形式战斗部破片初速沿弹轴分布和破片在空间分布规律的半理论、半经验工程计算式。计算结果与试验结果符合较好，在战斗部设计中，使对破片在空间的分布规律进行效值计算（预报）成为可能。     

战斗部破片群初速、压力测试方法

通过PXI数据采集器和16通道靶网测速转换器,同一靶网能够一次记录多个破片的数据,并根据时间差剔除明显的异常数据,显著地提高了测试结果的准确性。采用传感器地面测试方法获得了破片战斗部压力参数。采用印制板制作的梳状靶,提高了靶网的重复利用率,节省了每发产品试验所需的时间。     

轴向预制破片初速影响因素的研究

运用数值仿真方法研究轴向前置预制破片战斗部装药结构、破片规格对破片初速的影响。研究结果表明,球缺形装药结构能显著提高破片初速,且当球缺的曲率半径与装药直径比为1.0时获得破片的初速最大。质量相同时,钨柱能够获得比钨球更大的初速;在此基础上研究了轴对称和均匀错位两种排列方式对钨柱初速的影响,得到了均匀错位的排列方式能够显著提高初速的结论。     

多层球形预制破片战斗部破片初速场的计算模型

为描述多层球形预制破片战斗部破片的初速分布,针对典型的柱形装药的多层球形破片结构,用AUTODYN软件对其爆炸驱动过程进行数值模拟,发现每层破片的初速周向规律性波动;每层破片的平均初速外层大于内层,其差异随破片层数的增多和周向破片数的减少而增大;基于Gurney假设和冲量定理进行理论推导,结合数值模拟结果,建立了破片初速场的计算模型。该模型通过给出各层破片的平均初速及初速场的速度极值来表征初速场,其计算值与实验结果吻合较好。     

起爆方式对内爆炸圆管战斗部破片初速的影响

战斗部的起爆方式直接影响着爆轰波与壳体的作用方式,致使战斗部破碎后形成的自然破片特征参数发生变化,文中应用爆轰波传播理论对不同起爆方式起爆内爆炸圆管战斗部后形成的自然破片初速进行理论预测,并通过仿真软件对爆轰波传播及自然破片形成过程进行仿真。结果表明,轴线起爆方式可提升破片杀伤威力。     

基于微元法的偏心起爆战斗部破片初速计算方法

破片在目标方向上的初速分布是评估定向战斗部威力的重要因素之一,为此对偏心双线起爆下战斗部定向侧全域破片的初速计算方法以及相较于中心起爆的动能增益进行了研究。基于微元思想推导了定向侧周向不同位置处破片初速的计算方法,开展了战斗部静爆试验,并将实验结果与理论计算进行对比,同时结合战斗部数值模拟结果对轴向速度修正函数进行了拟合,依据现有研究对算法普适性进行了验证。结果表明：所提出公式适用于偏心双线起爆战斗部,理论计算与试验结果间的误差不超过4.8%,计算结果符合实际情况;拟合所得修正函数可对轴向不同方位破片的飞散初速进行预估;在战斗部参数变化时算法仍具有较好的普适性,计算误差小于7.11%;与中心起爆相比,采用夹角为60°的偏心双线起爆模式可使定向侧中心-30°~30°范围内破片总动能增加34.9%。     

D字形预制破片战斗部破片能量分布特性

为了分析非对称结构在爆炸作用下的能量输出规律,文中以D字形结构为研究对象,对其在端部偏心和中心起爆下的破片飞散特性进行了实验研究,同时结合有限元计算软件LS-DYNA对5种不同结构在不同起爆方式下的破片飞散过程进行数值模拟,获得了破片能量分布规律.研究结果表明:双端面偏心起爆为D字形结构起爆的最优方式,横截面直线部分对应的圆心角介于90°～ 120°间时毁伤效果更好.     

基于Gurney假设的一种非对称型战斗部破片初速计算

针对一种特定的非对称型战斗部，利用Gurney假设推导出破片平均初速计算式，计算结果有一定的准确度．表明一定条件下Gurney假设仍可适用于非对称型战斗部的工程实践中。     

杀爆战斗部破片与冲击波运动规律研究

通过对杀爆战斗部爆炸后破片运动及冲击波传播的研究,为提高破片和冲击波相遇位置的计算精度,理论推导了新的计算方法。采用Visual C＋＋开发破片与冲击波运动规律计算系统使计算方便。运用AN-SYS／LS-DYNA数值模拟了某预制破片战斗部爆炸后破片与冲击波的运动,数值模拟与该模型计算结果相符,较以往计算模型精度提高了8.3％。     

可变形战斗部破片增益研究

通过试验得到可变形战斗部破片飞散分布规律,运用LS-DYNA对可变形战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行数值模拟,得到与试验吻合较好的结果;对相同结构口径的偏心起爆战斗部、周向均匀战斗部的爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在给定破片飞散角度内可变形战斗部整体性能优于偏心起爆战斗部。     

弹丸破片空间分布规律研究

文中在对弹丸破片空间分布规律进行了理论分析的基础上,结合球形靶试验和弹丸破片初速试验,得到了弹丸空炸时破片初速和破片密度随落速变化曲线图。本结论符合实战情况,对改进弹丸结构设计,提高杀伤威力具有指导意义。     

炸药驱动预制破片轴向抛掷速度沿径向的分布规律

在柱状装药结构对轴向前置预制破片抛掷的过程中,由于侧向稀疏波的作用,爆轰产物存在侧向泄漏,因此爆轰产物对轴向预制破片的作用压力从柱状装药中心沿径向逐渐降低,从而导致轴向预制破片抛掷速度沿径向逐渐变小.为了研究柱状装药长径比与装药壳体厚度等结构参数对轴向预制破片抛掷速度沿径向分布规律的影响,利用瞬时爆轰理论,并考虑了散心爆轰作用,建立了柱状装药结构爆轰驱动轴向预制破片的简化模型.对比实验结果与模型计算结果,表明该简化模型能较好地描述柱状装药结构对轴向前置预制破片的抛掷过程,对轴向预制破片弹的毁伤威力场的研究具有一定的指导意义.     

不同端盖厚度的圆柱形装药壳体破片初速分布

端盖厚度是杀伤战斗部威力精准设计时需考虑的重要因素之一,为此开展了一端中心起爆且带不同厚度端盖的圆柱形装药壳体破片初速分布特性的研究。基于理论分析和SPH数值仿真方法,建立不同厚度端盖的圆柱形装药壳体数值模型,进而提出破片初速轴向分布理论计算公式。结果表明：随着端盖厚度的增加,轴向稀疏波作用递减,壳体两端破片速度相应增加;爆轰产物加速效应是起爆端破片增速的主因,爆轰波加速效应是非起爆端破片增速的主因;相对起爆端,非起爆端破片加速更为显著。得到的公式更适用于工程中不同端盖厚度和材质的条件,误差显著减小,可为有关杀伤战斗部破片参数精准设计提供参考。     

战斗部破片形成的正交优化研究

运用AUTODYN-3D软件和基于Mott破片分布理论的Stochastic随机破碎模型对圆柱型战斗部进行了三维数值模拟,对给定的装药,壳体材料和起爆方式构造正交表,通过对每组试验结果进行综合分析,得出最优结果:壳体为4340钢,装药为8701炸药以及起爆方式为两端起爆时形成的破片各指标最佳。     

破甲弹弹丸破片初速理论计算方法研究

分析了破甲弹的爆炸过程．得出其壳体膨胀破裂后的各部分破片的飞散初速度大致相同。可以用同一数值来表示。引入有效装药理论来计算破片飞散初速度．进行了某型破甲弹破片初速实验，并对比分析了理论计算结果与所得实验数据。为破甲弹弹丸破片初速度提供了一种较为准确的计算方法。     

含能破片战斗部毁伤效应研究

为提高战斗部的毁伤效能,对含能破片战斗部开展了探索研究,介绍了含能破片战斗部的概念和特点,设计制备了AI/PTFE(聚四氟乙烯)质量比为30∶70配方的含能破片战斗部,对2.5,10,20 mm钢质靶进行侵彻实验,研究了该含能破片对靶板侵彻能力及靶后毁伤效率.试验结果表明:50 mm口径含能破片战斗部穿透了20 mm厚...     

战斗部破片对舰船毁伤效应研究

半穿甲反舰导弹战斗部可穿透水面舰船甲板后在其内部爆炸,依靠装药的爆炸冲击波和壳体的爆炸破片对目标造成致命性打击。分析了半穿甲反舰导弹战斗部爆炸破片对舰船目标的侵彻过程及毁伤机理;根据莫特公式、格尼方程、破片衰减公式和侵彻公式等,理论计算了七种典型的反舰导弹战斗部破片对水面舰船结构的穿甲效应,获得了战斗部破片质量、初速度、终点速度、打击动能和穿甲厚度等参数,对比分析了各类导弹的战斗部毁伤特性。