低密度射流冲击带壳装药起爆阈值的数值仿真

为消除反应装甲对主射流的干扰,提高破甲弹侵彻爆炸式反应装甲（ERA）的能力,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对特氟龙、尼龙、树脂玻璃等低密度材料射流冲击起爆带壳B炸药进行了仿真研究,并分别实现了高速下对带壳B炸药的穿而不爆。仿真发现：树脂玻璃表现出更佳的延展性,形成的射流形态更好,可在更高的速度下实现对ERA的穿而不爆,可作为反ERA聚能装药药型罩的优选材料;利用u2d阈值的测量方法作为射流冲击起爆的判据时,这几种射流的起爆阈值基本一致,高出Held提出的阈值约12.5%。     

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.     

尼龙射流冲击夹层装药的仿真研究

为实现尼龙射流对夹层装药的穿而不爆,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对尼龙射流冲击起爆夹层B炸药进行数值仿真,研究不同装药结构下尼龙射流对夹层装药的侵彻效果。结果表明,药型罩壁厚和锥角与射流u2d值成正相关关系,装药长径比与射流u2d值成负相关关系,尼龙射流冲击引爆夹层B炸药的u2d阈值约为20.939 mm3/μs2,对反爆炸式反应装甲(ERA)战斗部设计具有重要的参考价值。     

玻璃射流冲击带壳装药的数值模拟

为提高对披挂爆炸反应装甲装甲车的侵彻能力,通过对浮法玻璃、有机玻璃和玻璃纤维作为药型罩材料,聚能装药形成射流侵彻带壳装药的数值模拟,使其穿透带壳装药的同时不引爆带壳炸药,从而使后级主射流经过穿孔侵彻主装甲。得出玻璃射流侵彻带壳装药穿而不爆的结论,找到了使其穿而不爆的药型罩材料。     

六棱柱破片冲击起爆带壳B炸药速度阈值研究

文中根据六棱钨柱破片冲击起爆带壳B炸药实验,利用Autodyn-3D软件进行仿真.B炸药应用点火增长Lee-Tarver模型,得出炸药压力云图以及B炸药内部观测点压力变化曲线,仿真数据与实验结果吻合.在此基础上计算出六棱柱最大迎风面积及其冲击起爆阈值速度,得出双六棱柱破片不同间距与阈值速度的关系和单破片冲击不同盖板厚度阈值速度曲线.研究结果对反导战斗部破片杀伤元素的设计具有指导意义.     

射流冲击盖板覆盖下有限厚炸药的仿真和试验研究

为了研究有限厚炸药在射流冲击下的起爆过程,并得到有限厚炸药的临界起爆阈值。试验采用Φ40 mm聚能装药作为射流源,通过高速录像进行拍摄,对不同厚度的50SiMnVB盖板覆盖下的43 mm厚TNT炸药进行了射流冲击起爆试验,得到炸药的临界起爆阈值和不同刺激强度下的响应情况以及反应产物的膨胀速度。采用数值仿真软件进行了有限厚炸药在射流冲击下的数值模拟计算,得到了射流冲击下炸药内弯曲冲击波发展过程以及有限厚炸药的临界起爆阈值和炸药厚度关系,并通过试验结果进行了验证。最后建立了有限厚炸药临界起爆阈值和临界盖板厚度的计算模型。结果表明:厚度43 mm的TNT临界起爆阈值为37 mm3·μs^-2,并且在不同响应之间反应产物的膨胀速度相差至少一个数量级。射流冲击有限厚炸药时,弯曲波发展为爆轰波需要一定距离,剩余射流头部速度越高,弯曲波发展为爆轰波所需的距离越短。炸药厚度的减少将导致有限厚炸药的临界起爆阈值和临界盖板厚度的增加,并且有限厚炸药的临界起爆阈值的对数与炸药厚度的对数近似呈线性关系。     

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。     

三种破片对带壳炸药冲击起爆能力的数值分析

基于球形、平头圆柱和立方块破片撞击带钢壳炸药的模型,采用数值模拟方法,研究了带壳炸药受破片冲击起爆的基本规律,给出了带壳炸药冲击起爆的阈值速度.结果表明,除了破片几何尺寸和质量外,破片着靶姿态对冲击起爆阈值速度也有明显影响,尤其是立方块破片.     

破片对不同壳体炸药冲击起爆研究

为研究不同壳体材料对破片撞击带壳Comp B装药的影响,利用AUTODYN-2D软件建立破片撞击带壳炸药模型,对破片撞击、起爆不同壳体炸药的过程进行数值仿真。采用"升—降"法确定破片撞击带壳炸药的临界起爆速度,并定量分析了临界起爆速度随壳体密度、强度的变化规律,仿真计算结果能够较好地符合Jacobs-Roslund经验准则。壳体材料采用钨合金时,临界起爆速度较高强工具钢提高了22.5%,较中强钢提高了24.4%,较铝提高了38.8%。仿真结果表明破片撞击起爆带有高密度、高强度材料壳体的炸药时,临界速度更高。为传统弹药的改进及不敏感战斗部的设计提供了壳体材料选择的依据。     

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。     

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。     

破片冲击起爆子母战斗部的数值分析

文中以杀伤破片冲击起爆子母战斗部为背景,利用LSDYNA3D程序,对带三种典型铝壳的Comp.B炸药的冲击起爆问题进行数值模拟,比较靶板类型对破片临界起爆速度的影响,并分析了破片长径比、直径以及材料对炸药起爆特性的影响规律.研究结果对子母战斗部和杀伤战斗部破片毁伤元的设计具有一定的指导意义.     

射弹冲击引爆带壳炸药数值模拟

利用非线性有限元程序LS-DYNA对射弹冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟,得出了不同材料、长径比射弹冲击引爆不同厚度壳体炸药的临界闽值速度.结果表明相同质量射弹、射弹长径比将影响带壳炸药的引爆阈值速度.在选择射弹冲击引爆带壳炸药时,射弹直径是重点考虑的因素.射弹材料对冲击引爆阈值速度影响较为明显,在选择射弹材料时应采用高密度、高性能的材料.     

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。     

射流引爆炸药的机制及临界判据

本文通过对国内外现有资料的调研、整理及分析,详细介绍了射流起爆高爆速炸药的过程、起爆机制及临界判据。此外,本文结合作者前期的工作,探讨了高速金属射流起爆低爆速炸药的过程及机制,并对射流起爆高爆速军用炸药与起爆低爆速工业炸药的不同特点进行了讨论。     

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。     

断裂射流冲击夹层装药的仿真研究

为讨论断裂的前级射流侵彻夹层装药后夹层装药的反应情况,采用非线性动力学软件AUTODYN-2D对该情况进行数值仿真,研究断裂射流在不同的直径、间距以及长度的情况下侵彻夹层装药的影响结果。研究表明:断裂的射流可实现对夹层装药的穿而不爆,可为射流冲击夹层装药实现穿而不爆提供一定的参考价值。     

反应装甲对射流侵彻深度的影响

考察了射流侵彻一般装甲与反应装甲的区别，得到了射流与靶体交界面压力、速度变化规律。同时还用二维拉氏弹塑性程序ＦＣＭ数值模拟了由ＴＡＴＢ炸药组成的反应装甲，射流侵彻它时，炸药区化学反应发生与否对穿深的影响。     

碳化硅-铝射流侵彻新型反应装甲的仿真研究

为研究碳化硅-铝(SiC-Al)射流对新型反应装甲的侵彻性能,运用AUTODYN软件仿真计算,分析不同参数的SiC-Al射流成型规律以及对新型反应装甲的侵彻效果。结果表明:锥角、装药高度对SiC-Al射流成型影响较大,锥角80°时成型效果最好,装药高度为1.3D和1.5D时射流头部较稳定;射流头部速度随锥角、壁厚的增大而减小,随装药高度的增大而增大;射流侵彻反应装甲时,侵彻效果随药型罩壁厚的增大而增强,随炸高的减小而减弱,可实现对新型反应装甲的穿而不爆。     

反应式装甲

<正> 反应式装甲又称主动装甲、撞爆式装甲、爆炸装甲。以色列称BLAZER(爆炸装甲盒)。实系复在基体装甲表面上的炸药层和金属壳体,用于抗击空心装药破中弹。当弹丸触发炸药层起爆时,形成爆炸产物与冲击波作用场,迫使弹的柱状射流散乱,使尾翼稳定的钨弹芯或贫铀弹芯偏离轴线,以减少贯穿深度,使弹的破甲能力降低50％。炸药层