药型罩厚度和炸药性能参数对爆炸成型弹丸的影响

利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件,对在同一曲率半径、同一装药长径比条件下不同壁厚的药型罩、不同性能炸药对EFP成型的影响进行了数值模拟,得到成型过程图形及速度曲线;并对比分析,得出了药型罩顶部厚度、炸药种类对EFP成型的影响规律,这为爆炸成型弹丸的研究和设计提供了一定的依据.     

隔板结构参数对EFP成型的影响

为研究隔板在聚能装药结构中的应用问题,采用LS-DYNA仿真软件,以装药口径80 mm、药型罩曲率半径和厚度分别为80 mm和5 mm的聚能装药结构为例,针对隔板的结构参数(隔板直径d,隔板圆柱高度s和罩顶药高h)对EFP成型的影响进行了数值模拟研究,并且利用正交优化的设计方法计算了各因素对EFP速度和长径比的影响因子.通过数值模拟得出了不同因素对EFP成型过程中速度和长径比的影响,获得了EFP成型较好的隔板结构参数,其中隔板直径d为48 mm,隔板圆柱部高度s和罩顶药高h分别为15 mm和24 mm.正交优化结果表明,各因素对EFP头部速度影响的主次顺序为h,s,d,对长径比影响的主次顺序为d,h,s.     

双面槽药型罩参数对MEFP成型影响的数值模拟

在整体式药型罩内外面预制沟槽将药型罩划分为三部分,设计一种新型MEFP战斗部。应用LS-DYNA软件对其成型过程进行数值模拟,研究刻槽参数对成型的影响,得到刻槽深度及药型罩曲率半径比与子EFP长径比的关系曲线。结果表明,刻槽深度与曲率半径比对MEFP的成型有较明显的影响。刻槽深度在1/7H～1/5H之间、曲率半径比在1.25～1.5之间时,双面刻槽药型罩MEFP形成的子EFP长径比在3～5之间,成型较为理想。     

曲率半径和壁厚对EFP成形性能的影响

就等壁厚球缺药形罩的曲率半径、壁厚对EFP成形性能的影响进行研究,利用有限元分析软件对曲率半径、壁厚对EFP成形的影响进行一系列数值模拟,根据模拟结果描绘出曲率半径和壁厚对EFP速度和长径比的影响程度曲线,为进行EFP优化设计提供了参考依据.     

曲率半径和壁厚对EFP成形性能的影响

就等壁厚球缺药形罩的曲率半径、壁厚对EFP成形性能的影响进行研究．利用有限元分析软件对曲率半径、壁厚对EFP成形的影响进行一系列数值模拟。根据模拟结果描绘出曲率半径和壁厚对EFP速度和长径比的影响程度曲线。为进行EFP优化设计提供了参考依据．     

球缺形药型罩形成EFP的数值模拟及其优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA软件对球缺形药型罩形成EFP的过程进行数值模拟,着重分析药型罩厚度和装药的长径比L/D对EFP成型的影响.通过观察EFP成型过程图和分析EFP节点的速度曲线图,得到EFP的成型过程与理论分析相符合.在药型罩厚度增加时EFP的速度不断减小、头部越来越钝,随着装药的长径比L/D增大,EFP的速度也在增大,达到L/D=1.75后速度增长减慢.在装药半径为6.5cm的EFP战斗部中的最优设计参数为：药型罩厚度为0.4cm,装药的长径比L/D为1.5.     

圆柱-球缺组合型药型罩结构优化研究

药型罩是影响聚能装药形成毁伤元的重要元件,对其结构的改进是提升战斗部威力的有效途径,同时也是高效毁伤领域研究的热点。本文在球缺型药型罩的基础上,设计了一种圆柱-球缺组合型药型罩,利用数值模拟的方法对比圆柱-球缺组合型药型罩和同型球缺罩所形成的射流的破甲性能,并以圆心角θ、壁厚δ、圆柱壳外径D和圆柱壳高度H为变量,以侵彻深度和破孔尺寸为评价标准,根据正交实验原理,建立圆柱-球缺组合型药型罩聚能装药侵彻45#钢靶的有限元模型,并使用LS-Dyna软件进行仿真计算。结果表明,在球缺罩顶部中心增加圆柱壳结构后,破甲深度显著提高,圆柱壳的高度和外径是影响侵彻深度的主要因素。对60 mm口径的聚能装药,“θ=130°,δ=1.6 mm,D=12 mm,H=8 mm”是最佳的组合罩结构参数,在150μs时对45#钢靶的侵彻深度达179 mm,相比于同型球缺罩提升了34%。     

双锥形线性EFP设计与仿真研究

基于双锥形药型罩的优点,采用线性EFP设计思想,提出了一种双锥结构的LEFP的设计方法.将线性EFP的药型罩设计成双锥形结构,应用ANSYS/LS-DYNA软件对其进行数值模拟仿真,分析了不同双锥位置时线性EFP的初速及侵彻钢靶效果.结果表明:合适的双锥结构较常规锥形罩可以明显提高该种战斗部的毁伤效果,从而为提高LEFP的防空反导能力提供参考依据.     

双层壳体内壳外刻槽对破片成型的影响

针对破片杀伤弹内层壳体外刻槽的双层壳体结构,利用LS-DYNA有限元分析软件对比分析了内壳刻槽参数对外壳破裂成型的影响。结果表明,同种工况下,U形刻槽和梯形刻槽内壳聚能装药结构外层壳体破碎成型优于V形槽,且在刻槽角度为45°和50°工况下,内壳梯形刻槽结构使外层壳体破片总动能最大;内壳的厚度、相对刻槽深度和刻槽角度均会影响该结构外层壳体破片成型,且内壳厚度影响最大,刻槽角度次之,相对刻槽深度最小;内壳厚度在1 mm～3 mm区间内,装药结构外层壳体破碎成型效果存在最优值,且装药直径为40 mm时,内壳最佳厚度为2 mm。     

刻槽数量对刻槽式MEFP成型的影响研究

利用LS-DYNA软件有限元程序对刻槽式MEFP战斗部成型进行数值模拟,研究刻槽数量对刻槽式MEFP成型的影响。研究结果表明:刻槽数量为三至八槽,壳体厚度与弹丸直径比和装药长径比在一定范围时,药型罩均可形成与刻槽数量相同的子弹丸;子弹丸的长径比随着刻槽数量的增加而增大;刻槽数量一定时,子弹丸的速度和全部子弹丸动能随着壳体厚度与弹丸直径比、装药长径比的增加而增大。研究结果对于刻槽式MEFP战斗部设计具有参考意义。     

射孔弹药型罩壁厚差检测装置的设计

为提高检测精度,满足药型罩自动化生产的需要,设计了激光传感器的检测装置.阐述了药型罩壁厚差检测装置的检测原理、整体结构、激光传感器的工作原理及标定.装置检测精度为0.01 mm,工人劳动强度降低了50%.     

MEFP刻槽式药型罩成型过程的数值模拟

为研究刻槽式药型罩多爆炸成型弹丸(MEFP)的成型过程,应用ANSYS/LS-DYNA软件对刻槽式MEFP进行成型过程的数值模拟。对U形槽和V形槽的成型过程进行分析对比,得到弹丸速度与开槽深度关系曲线图。分析结果表明:U形槽的综合效果好于V形槽;开槽深度越大,形成的弹丸速度越大,但对气动外形也有影响,当刻槽深度为药形罩厚度的时形成的弹丸外形比较规则并具有较高的速度。     

EFP飞行速度衰减计算及仿真研究

为研究EFP飞行速度衰减规律,采用了数值模拟和理论计算相结合的方法对15组不同结构药型罩所形成EFP的速度衰减规律进行了研究.研究发现存在最优药型罩结构使EFP速度衰减率最低.理论公式计算得到的速度衰减率和数值模拟仿真结果相吻合,可以为EFP设计提供参考依据.     

双层板渐进成形对成形件表面质量和壁厚均匀性的影响

为改善成形件的表面质量和壁厚均匀性,提出双层板渐进成形方法。以典型圆锥件为研究对象、5052铝合金板为目标板、304不锈钢板为辅助板,实验分析成形件的表面粗糙度和壁厚分布,探讨辅助板对成形件表面质量及壁厚均匀性的影响。结果表明:单层板和双层板渐进成形件表面质量差异明显,在目标板厚度≥0.6 mm的条件下,双层板渐进成形可获得表面质量更好的零件;辅助板厚度对成形件表面粗糙度也有影响,合适的辅助板厚度可改善成形件壁厚分布均匀性,增大最小厚度。     

十四面体闭孔多孔材料表征量特性研究

为了研究多孔材料微观结构对其性能的影响,利用闭孔粗棱十四面体模型进行了数值模拟.采用有限元法,对相对弹性模量、泊松比进行了数值计算.模拟结果表明:单胞壁厚是相对密度增量的次要影响因素,壁面连接曲率半径是主要影响因素,壁厚、壁面连接曲率半径可简化为相对密度的2个无关影响因素;高孔隙率多孔材料,表面张力拉向孔穴棱边的固体对...     

三罩式战斗部结构的设计及试验研究

为提高爆炸成形弹丸(EFP)的毁伤概率,设计一种一次爆炸产生三枚爆炸成形弹丸的战斗部,并对所设计的多枚爆炸成形弹丸(MEFP)战斗部(以下称为三罩式战斗部)进行靶场静爆试验.对三罩式战斗部进行网靶测速和对8mm厚25SiMnMo钢靶板进行侵彻试验.由试验结果知,MEFP的速度在2.0km/s左右,当靶距为8m时,得到三个近似等边三角形分布的穿孔,三角形边长约为740mm,穿孔为椭圆形,尺寸为50mm×30mm.试验结果表明,设计方案可行.     

某椭圆形药型罩的设计与数值模拟研究

本文提出了某种椭圆形药型罩的设计方法,并对部分模型进行了数值模拟计算,计算结果显示,椭圆药型罩继承了正圆曲线药型罩的优点,并且具有其他种类药型罩不具备的特点,使之成为EFP、JPC、SSJ类装药结构较好的选择对象.     

控制厚度分布的变摩擦正反向超塑成形

为研究摩擦力在超塑成形中对工件厚度分布的影响规律,以正反向超塑成形侧壁厚度均匀的TC4深筒形件为背景,采用MARC有限元数值模拟分析了预成形模和终成形模的表面摩擦系数在正反向超塑成形时对成形件壁厚分布的影响.结果表明:合理地增大预成形模的表面摩擦力能显著增加预成形的局部减薄作用,对于提高零件最终壁厚分布均匀性有利.同时,终成形模摩擦力的减小,可以使板料趋于整体变形,壁厚分布趋于均匀.根据数值模拟结果进行了变摩擦正反向超塑成形试验,制得了厚度分布在1.50～1.78mm范围内的航天用TC4钛合金深筒形件,比普通正反向超塑成形件厚度分布(1.18～2.24mm)有了很大改善.     

封装对高量程加速度计响应特性影响的分析

高量程加速度传感器应用在冲击、过载等复杂环境中时,高频谐波对传感器的响应特性有很大影响.为减少高频谐波对传感器响应特性的影响,通过优化封装提高传感器封装体固有频率,可使传感器在冲击、过载条件下稳定地输出.利用自研的尺寸为3 mm×3 mm的高量程加速度传感器芯片,通过建立其封装等效模型,基于有限元仿真分析了封装壳体内腔宽度、盖板厚度和灌封胶用量对传感器封装体固有频率的影响.结果表明:减小封装壳体内腔尺寸或增加封装盖板厚度(0.5～1 mm),可以增加传感器封装体固有频率;灌封胶完全灌满封装壳体可以显著提高封装体固有频率.最后,利用马歇特落锤冲击测试系统验证了仿真分析结果.     

螺纹连接的导弹发动机燃烧室壳体强度分析与优化设计

基于有限元法对螺纹连接的导弹发动机燃烧室壳体进行结构强度分析,得到燃烧室壳体的应力云图;利用二次插值函数法对前球体、前壳体和后封头壁厚、前球体封头和后封头端部厚度进行优化,并对设计变量的敏感度进行分析。结果表明,螺纹连接的燃烧室壳体符合强度要求,最大应力点在前壳体过渡圆弧较小处;水压试验和热试车试验后的燃烧室壳体结构完整,证明结构强度符合要求;燃烧室壳体优化后总质量减轻了4.5%。