聚能射流引爆屏蔽B炸药的数值模拟及试验

为研究?30 mm装药的聚能射流对屏蔽B炸药的冲击起爆问题,采用非线性有限元LS-DYNA程序数值模拟了聚能射流形成、侵彻及冲击引爆屏蔽B炸药作用过程,得到了射流穿过50~75 mm不同厚度屏蔽钢板的速度、直径以及侵入炸药界面的射流能量值,得到引爆B炸药的临界屏蔽板厚度,计算获得该聚能射流临界起爆速度。最后通过试验对数值计算的B炸药起爆特性进行了验证,试验结果与计算符合较好。研究证明,?30 mm装药的聚能射流对屏蔽B炸药的临界引爆屏蔽板厚度为70 mm,可用于反导战斗部毁伤目标。     

聚能射流前驱波起爆靶板屏蔽炸药的数值模拟

为系统地研究聚能射流前驱波对靶板屏蔽炸药冲击起爆的影响,从前驱波的形成机理出发,结合前驱波在靶板中传递时能量的衰减、作用面积的增大和在靶板-炸药界面能量的转化,对炸药冲击起爆的窄脉冲准则进行改进,构建了聚能射流前驱波冲击起爆靶板屏蔽炸药的数学模型,并对模型进行了详细地分析和研究,得到如下结论:对于直径3mm的聚能射流,其前驱波最大可起爆约4.2mm钢板屏蔽的A4炸药,符合试验结论;前驱波起爆能力的降低主要是由于作用面积的增大和不同材料交界面的能量转化,说明可以通过靶板厚度与靶板层数之间的最优组合,以最小的代价达到最大的前驱波防护能力,为复合靶板的研究、野战弹药生存能力的提高和废旧弹药的处理提供了理论依据.     

聚能射流前驱波起爆靶板屏蔽炸药的数值模拟

为系统地研究聚能射流前驱波对靶板屏蔽炸药冲击起爆的影响,从前驱波的形成机理出发,结合前驱波在靶板中传递时能量的衰减、作用面积的增大和在靶板-炸药界面能量的转化,对炸药冲击起爆的窄脉冲准则进行改进,构建了聚能射流前驱波冲击起爆靶板屏蔽炸药的数学模型,并对模型进行了详细地分析和研究,得到如下结论:对于直径3mm的聚能射流,其前驱波最大可起爆约4.2mm钢板屏蔽的A4炸药,符合试验结论;前驱波起爆能力的降低主要是由于作用面积的增大和不同材料交界面的能量转化,说明可以通过靶板厚度与靶板层数之间的最优组合,以最小的代价达到最大的前驱波防护能力,为复合靶板的研究、野战弹药生存能力的提高和废旧弹药的处理提供了理论依据。     

射流击穿靶板后起爆炸药的理论与数值分析

为了系统地分析聚能射流头部起爆能力随靶板厚度和聚能射流尾部直径的变化规律,以聚能射流击穿屏蔽靶板后对炸药的冲击起爆为研究内容,以准定常侵彻和考虑靶板强度侵彻等理论为研究基础,结合Held起爆准则,构建了聚能射流击穿靶板后冲击起爆炸药的数学模型,并在实验验证模型特性的基础上,利用相关材料参数对模型进行了计算和研究。得出结论:对于锥形聚能射流假设,其最大起爆能力不在头部,所以在判断冲击起爆炸药时,应根据剩余射流的最大起爆能力来判断;增加射流尾部直径可以同比增加聚能射流的最大起爆能力。研究结果可用于聚能射流在导弹主动防御和弹药销毁。     

含铝炸药在混凝土中爆炸效应的数值模拟研究

优化炸药配方可提高炸药对混凝土介质的爆炸毁伤效应。通过数值模拟方法研究球形装药在无限域混凝土中的爆炸效应,用JWL状态方程和Miller反应速率方程描述RDX基含铝炸药的产物膨胀和反应过程,比较了含铝炸药在混凝土介质中爆炸后形成的空腔半径和粉碎区半径。结果表明,数值模拟结果与理论估算值吻合较好,含铝炸药比理想炸药做功能力强,毁伤效应明显;含铝量小于20%时,爆炸形成的空腔半径和粉碎区半径的大小关系为:RDX/AL20>RDX/AL10>RDX。     

聚能射流引爆带壳装药数值计算分析

为了分析聚能灭雷装药中的聚能射流速度引爆带壳装药的能力,应用有限元数值计算方法,以金属杆撞击起爆带壳装药模型,模拟聚能装药金属射流引爆带壳装药,分析不同直径金属杆以不同初速的初始条件侵彻不同厚度靶板,引爆带壳装药,并与held理论进行了比较。通过大量的数值计算,得到了不同直径金属杆引爆带壳装药的射流极限速度。分析结果表明,金属杆直径越小,held判据的k值越大,即引爆带壳装药需要的射流速度越大;held判据的k值越小,即引爆带壳装药需要的射流速度越小。所以,要保证射流在具有一定直径的前提下,并提高射流的速度,以达到起爆装药的目的。     

含铝炸药深水爆炸冲击波和气泡脉动的数值模拟

为了研究CL-20基和HMX基及其含铝炸药深水爆炸过程,选取LX-14、LX-19、PAX-30和PAX-29 4种炸药,采用AUTODYN数值计算软件,计算其深水爆炸过程的各项参数。计算结果表明:CL-20基炸药水下爆炸性能优于HMX基炸药;铝粉的加入可以大幅度提高冲击波峰值压力、气泡脉动周期及气泡最大半径,而二次压力波峰值压力略有降低。计算TNT深水爆炸过程的参数,并与试验值相对比,误差小于5%,说明球对称一维方法可以很好地模拟炸药深水爆炸过程。最后,计算得到4种炸药的峰值压力均符合水下爆炸相似律,拟合得到4种炸药峰值压力相似常数。