等腰梯形截面聚能装药射流成型及侵彻特性

为研究等腰梯形截面聚能装药射流成型及对靶板的毁伤特性,开展脉冲X光摄影试验以及侵彻深度试验.利用ANSYS/LSDYNA有限元软件对射流成型过程进行数值模拟,研究其余参数不变,装药截面内切圆尺寸变化对射流成型特性的影响.结果表明:等腰梯形截面聚能装药形成的射流具有横向速度,横向速度呈梯度分布;除射流头部外,其余部分在拉...     

聚能装药射流对加强塑料的侵彻

报告研究了射流侵彻加强塑料时实验结果与流体动力学理论计算结果之间的明显差异的原因。这种差异还未曾进行过合理的解释。加强塑料的侵彻阻力服从流体动力学模型，然而，侵彻加强塑料时有效射流的长度明显变小，这是由于部分射流消耗在孔壁上引起的。导致射流对加强塑料侵彻能力下降的原因也正在于此。研究发现，在侵彻过程中孔壁径向塌陷，而塌陷是射流在孔壁上消耗的主要原因。孔壁的塌陷是由于目标材料的可压缩效应所致     

聚能装药射流的发散性

多年以来人们就知道：一些聚能装药结构产生一种径向膨胀的射流，此特征称之为射流的发散性。发散性大大地降低射流的穿透能力。实验证明，发散性与材料的音速有关。本文指出：径向膨胀是由于从压垮区来的喷射物排出时射流的状况引起的。在与压垮区相毗连的一个小范围，射流的轴向速度将产生突增。如果在此范围内，一些点的流动是超音速的（与压垮点的参照系有关），射流的径向膨胀将发生；如果在此区域内流动是亚音速的，径向膨胀将不发生。必须指出：对弹塑性物体而言，相关音速是低压下纵向音速。发散性并非人们以往研究假定的那样，是由于碰撞生成的激波所形成。     

聚能装药射流如何形成空穴

聚能装药射流之所以能获得很大的延伸是由于射流体的外部和内部存在着内部速度差所致。只要这个速度差存在，射流就可以稳定延伸。这个稳定过程一直持续到贮存于射流内因速度差而产生的动能由于相邻流层间的内摩擦而全部消耗尽为止。这过个程也可从回收的聚能装药射流粒子中观测到的空穴中看出。     

线型聚能装药射流形成及侵彻靶板的数值模拟

文中主要利用通用有限元程序LS-DYNA对线型聚能装药射流的形成及侵彻靶板的过程进行了数值模拟,将所得结果与现有的试验结果进行对照,数值结果与实验结果较为吻合。     

聚能装药射流形成与破甲模拟计算研究

依据经典的射流形成和破甲理论,建立了聚能装药破甲深度工程计算模型,实现了聚能装药破甲的计算模拟.分别以等壁厚单锥罩和双锥罩装药结构为例,试算了破甲深度,并与实验结果进行了比较,表明该模型和计算程序有一定的准确性,能够方便、快速地计算破甲深度等射流形成和侵彻参数,为聚能装药结构设计和破甲计算提供工程应用工具.     

大锥角聚能装药射流形成及对钢靶侵彻的数值模拟

为了研究大锥角聚能装药射流形成和对钢靶侵彻过程中的一些特性,采用AUTODYN软件,对锥角聚能装药射流形成及侵彻钢靶过程进行了数值模拟。模拟结果表明:大锥角聚能射流是药型罩在爆轰波的作用下向后反转形成的漏斗型密实射流,其在飞行过程中,速度基本保持不变,而在侵彻钢靶时,侵彻速度和动能都迅速下降,直到再也不能侵彻钢靶为止。将数值模拟结果与实验结果进行了对比分析表明:数值模拟结果与实验结果相一致。     

钨铜变密度聚能射流侵彻模型及应用

钨铜是一种依靠机械摩擦结合的两相复合材料,在钨铜射流成型过程中,爆炸加载及拉伸程度的不同极易导致成分梯度及瞬时空隙,进而形成射流密度梯度。传统侵彻模型大多忽略材料中的微观结构变化,以射流密度定常为基本假设,对钨铜变密度射流侵彻深度的预测误差极大。综合考虑钨铜在聚能射流成型过程中材料拉伸及相分离导致的密度变化,引入射流密度与速度函数,对经典虚拟原点侵彻模型进行修正,建立了考虑射流可压缩性和成分梯度的钨铜变密度侵彻模型。以口径56 mm典型聚能结构为例,采用数值模拟及试验方法获得了钨质量百分比为75%的钨铜射流真实密度分布,并利用变密度侵彻模型计算了侵彻深度,同时利用X光脉冲摄影试验及静破甲试验对计算结果进行了验证。研究结果表明,钨铜变密度聚能射流侵彻模型比经典虚拟原点模型及局部密度修正模型计算的侵彻深度更加接近试验值,证实了钨铜变密度侵彻模型的正确性。     

聚能装药射流与反应/惰性复合装甲的相互作用

反应／惰性复合装甲是一种分层装甲，由下列各层：钢、炸药、钢、橡胶、钢组成。这种结构利用了反应单元和惰性单元两者的复合效应对付聚能装药射流。当射流倾斜碰撞反应／惰性复合装甲时，它就引爆了炸药并使橡胶层显著的膨胀。其结果是被加速的钢板与包括高速头部在内的所有进入其内的射流产生相互作用。这样，就实现了对射流最大损坏。根据聚能装药射流的剩余侵彻能力看，反应／惰性复合装甲结构可获得很高的弹道效率。本研究使用的试验数据是通过精密聚能装药及闪光射线照片取得。反应／惰性复合装甲结构还用二维欧拉流体编码进行了模拟。     

聚能装药杆式射流的数值仿真

通过杆状射流聚能装药战斗部的用途、结构特点分析,设计了105°弧锥结合罩的装药结构,选取合适的仿真计算参数,采用DYNA2D计算程序对杆式射流成形的全过程数值模拟仿真,得到射流成形过程中各个时刻的形态及特征参数。     

超聚能射流形成过程机理研究

提出一种超聚能射流形成的理论计算方法,给出了附加装置材料密度、厚度和药型罩锥角、密度、厚度与超聚能射流速度、有效质量之间的关系。基于非线性显式动力学分析软件AUTODYN,进行了超聚能射流形成过程数值模拟,其结果与理论计算结果基本一致。通过超聚能射流侵彻试验,证明试验结果与数值模拟结果吻合较好。研究表明：在一定范围内,随着药型罩锥角的增大,超聚能射流速度逐渐减小、质量逐渐增大;超聚能射流速度、有效质量及侵彻能力远大于传统聚能射流。     

聚能射流侵彻混凝土靶板的工程计算方法研究

详细分析了聚能射流侵彻混凝土介质的整个过程,根据流体模型和流体一弹塑性模型分别推导了侵彻孔深和孔径的计算公式。通过将理论计算值与试验测量值的对比分析.表明该工程计算方法可用于聚能装药对混凝土的侵彻参数计算．有一定的实用价值。     

射流侵彻混凝土介质数值模拟及影响因素研究

利用Ansys/LS-DYNA有限元分析软件,对聚能射流侵彻混凝土介质的全过程进行了数值模拟,模拟结果与实验数据基本吻合。通过数值模拟计算重点分析了药型罩锥角、药型罩厚度、壳体厚度、炸高和装药长度对聚能射流侵彻效能的影响规律。研究结果表明：药型罩锥角、药型罩厚度和炸高对聚能射流的侵彻深度和侵彻孔径影响较大,而壳体厚度和装药长度对侵彻效能影响较小。     

聚能射流的侵彻速度

该文分析了几种u～V_j关系,简述了P～t实验方法,测量了铝、45~#钢和装甲钢三种靶材的P～t数据,通过处理得到了u～V_j关系曲线.经分析发现该曲线近于一条以不可压缩流体线为渐近线的双曲线,从而得到了u～V_j关系.还用最小二乘法将45~#钢的u～V_j关系处理成V_j的三次多项式,更便于用来计算大炸高下颗粒射流的侵彻深度.     

环形向内切割聚能装药射流成型性能研究

为了研究环形向内切割聚能装药射流成型过程的特点和规律,运用ANSYS/LS-DYNA程序进行了聚能装药的三维数值模拟,获得了不同起爆方式下典型时刻(4,10,22,25,26,44μs)射流的成型图片、射流速度梯度分布曲线和射流最大速度时程曲线。结果表明,起爆点数量及其同步性对环形聚能装药的射流成型性能有较大的影响。整圆2点、4点和8点对称同步起爆时,射流形状分别为"内跑道状外椭圆形"、"内外均近似正方形"和"内车轮状外近似八边形",射流的成型性能随着起爆点数量的增加逐渐变好,最终接近于圆环形。整圆2点、4点以及8点对称同步起爆时,起爆点断面处的射流速度随时间变化规律基本一致,且射流最大速度出现的时刻都是10μs。射流头部在环形对称轴处会发生二次碰撞现象,显著改变了新形成的射流方向,使其沿着圆环的轴线方向运动。起爆方式不同,出现二次碰撞的时刻也不同,随着起爆点数量的增加,射流头部再次碰撞的时间逐渐从43μs提前至36μs。     

遭毁伤聚能战斗部射流成型行为

针对遭毁伤聚能装药射流成型行为及其终点效应问题,采用AUTODYN-3D软件研究了侵孔位置、侵孔深度和侵孔直径对射流径向速度及其侵彻能力的影响特性。结果表明:侵孔导致射流径向速度明显增大且射流偏离轴线甚至提前断裂形成碎片,严重降低了其对靶板的侵彻能力,同等条件下,侵孔直径d=0.278倍装药直径的聚能装药比完好聚能装药对靶板侵深降低了24%;射流径向偏移速度主要受侵孔位置和侵孔直径的影响,随着侵孔到药型罩顶距离的减小,射流径向速度显著增大,同时对靶板侵彻深度也越小,x=0倍装药直径时,射流径向速度达19.0 m·s~(-1);射流径向速度随侵孔直径的增大而显著增大,d=0.278倍装药直径时,射流径向速度达41.1 m·s~(-1)。     

壁厚变化率对小锥角聚能射流形成影响的数值模拟

基于油气井射孔弹的设计原理,应用LS-DYNA 有限元程序,采用ALE 方法对某特定结构小锥角聚能装药在不同壁厚变化率的情况下射流形成过程及侵彻双层靶板进行了数值模拟,计算结果表明:采用顶部薄、锥底厚的药型罩,射流速度梯度高,可形成高速细长射流;射流侵彻双层靶板孔径小,剩余速度大;小锥角聚能射流侵彻强度高,药型罩壁厚变化率选0.9%为最佳.