内装炸药两种弹丸侵彻过程中装药安定性数值分析

为了考察某携药子弹在侵彻过程中的装药安定性能,利用LS-DYNA3D动力学分析软件对两种壳体的子弹在带有着角和攻角的不利情况下对靶板的侵彻过程进行了数值模拟。通过三维仿真得到有关子弹侵彻过程中两种壳体的等效应力及炸药所受压力的时程曲线。结果表明:两种壳体完整,均对中心装药起到了很好的保护作用,黑索金炸药安定性判据合格,为携药子弹壳厚选择及炸药安定性能的研究提供了依据。     

弹体斜侵彻混凝土过程中炸药的动态响应

采用AUTODYN计算软件对弹体侵彻混凝土过程进行了数值模拟,分析了弹体内部不同位置处炸药的受力情况及炸药与壳体的相互作用;结果表明：斜侵彻时装药的前端和后端是两个受力较明显的区域;前端主要受压缩作用,炸药产生明显的塑性应变;后端装药受到拉伸和压缩作用,装药和壳体尾部之间发生强烈碰撞;斜侵彻过程中,装药前端的受力中心位于靠近靶板一侧的边缘处,而装药后端的受力中心仍然是端面中心;根据计算结果,侵彻弹药装药的防护不仅要从装药的前端面和后端面进行考虑,还要考虑装药的侧面。     

侵彻过程冲击载荷对装药损伤实验研究

针对高速钻地弹侵彻过程的装药损伤所引起的炸药不安全问题,采用装药缩比弹侵彻试验后回收内装药样品的方法,观测分析某新型炸药装药侵彻后的外观和密度变化,并通过损伤样品的冲击起爆隔板试验,测试其临界隔板厚度变化,进一步研究侵彻过程冲击载荷对装药损伤的影响.试验结果表明,弹体不同位置的装药损伤程度不同,其中弹体头部和尾部装药损伤明显,中部装药损伤相对较轻;且装药损伤程度随侵彻速度增大而增大,冲击起爆感度提高也越趋明显.     

发射载荷下炸药装药密度对炸药应力和温度的影响

为确定发射载荷下炸药装药密度对装药应力和温度的影响程度,采用LS-DYNA热固耦合分析方法对弹丸膛内发射过程进行了数值模拟,研究了在炸药装药密度均匀和径向不均匀2种情况下装药应力（轴向应力、最大剪应力）和装药温度对发射载荷的响应,为弹丸发射过程中装药密度不均匀对发射安全性的影响提供参考。研究结果表明：装药密度径向不均匀较密度均匀时,装药的轴向应力最大值基本一致,温度最大值减小了0.8%,剪应力最大值增加了10.2%。由于装药密度的径向不均匀,发射载荷下装药内部有明显的剪切作用。     

榴弹炸药装药发射早炸的模拟实验系统研究

本文通过对炸药装药在火炮内发射的研究,建立能模拟火炮发射力学环境的装置及相应的研究炸药装药在膛内早炸的模拟弹,证实了装置模拟的可行性及模拟弹与实弹发射的相似律,从而建立起模拟实验系统.     

侵彻单层和多层靶时战斗部装药损伤及热点生成机理研究

针对当前钻地战斗部在复杂冲击环境下装药安定性影响机制研究难题,采用裂纹摩擦、孔洞塌缩两种热点生成机制细观模型,开展了侵彻单层和多层两种典型靶板的战斗部装药动态响应、损伤演化及热点生成对比研究。给出了战斗部在单次或多次冲击载荷下装药内热点产生的不同机理,并与战斗部地面装药安定性试验进行了对比。结果表明：相比单层靶,侵彻多层靶时战斗部经受多次冲击及姿态偏转,容易使装药内产生损伤,发生裂纹摩擦或孔洞塌缩进而导致热点产生,多次冲击环境使得装药头部和尾部都为危险区域;通过不同侵彻速度、炸药断裂韧性、初始孔隙率等影响因素对比分析,发现降低应力幅值、减少装药在壳体内振荡次数、提高炸药材料自身强度性能、减少装药初始疵病,均是提高装药侵彻安定性有效手段。     

炸药抗过载性能试验方法

炸药抗过载性能的测试与表征，是侵彻战斗部装药选型的重要依据。基于单自由度受迫振动模型，建立炸药抗过载性能试验测试装置，模拟战斗部侵彻过程中炸药装药所承受的力学环境和变形行为，提出过载条件下炸药的点火判据∫■和■分别为应力和应力率),形成了炸药抗过载性能表征方法。采用该装置对3种典型的DNAN基不敏感侵彻熔注炸药的抗过载性能进行测试，得到它们的点火阈值分别为1.8 GPa²/ms、2.2 GPa²/ms和3.3 GPa²/ms;采用平头弹侵彻试验方法，对上述3种炸药的抗过载性能进行验证，得到了3种炸药的着靶爆炸反应的临界速度范围分别为444～475 m/s、512～531 m/s和大于570 m/s。研究结果表明，炸药抗过载性能测试和平头弹侵彻试验方法试验的验证结果一致，说明炸药抗过载性能试验方法可作为侵彻战斗部装药选型的科学有效手段。     

炸药装药侵彻靶板过程的点火机制分析

针对弹药侵彻过程中的安全性问题,分析了弹体在侵彻靶板过程中炸药装药的动态特性和受力特点,得出了炸药侵彻过载条件下的点火机制;指出了单层靶侵彻时冲击波点火可能不是影响侵彻安定性的主要因素,但是其对弹体内部炸药装药有一定的损伤;多层靶侵彻时,由于炸药预损伤的存在,冲击波点火可能成为影响多层靶侵彻安定性不可忽视的因素。     

PBX装药弹体侵彻混凝土薄板的数值模拟

为探究浇注型高聚物粘结炸药(PBX)装药在弹体侵彻过程中的力学响应和损伤分布情况,将孔隙压塌损伤、炸药晶体破碎损伤和粘结剂脱粘三种损伤形式的演化规律引入粘弹性本构模型,拟合了浇注型PBX在不同温度下的低应变率至中高应变率的力学响应,利用动力有限元数值软件模拟了含装药弹体侵彻混凝土靶板中炸药的力学损伤响应,分析了炸药应力波的传播、压力分布和三种损伤分布及演化。结果表明,加载初期炸药装药的头部承受较大的压缩应力,当应力波传播至尾部反射回拉伸波时,由于弹体的惯性作用,装药尾部和壳体内表面发生撞击,迅速形成高压区,压力高至0.25 GPa,因此装药头部和尾部损伤较为严重,应作为重点防护区域。     

装药发射安全性模拟加载实验方法研究

为使炸药材料模拟加载实验结果更接近实弹发射时装药过载应力参量,对大落锤加载实验系统初始参数进行调整。实验结果表明:加载最大应力相同时,较高的加载脉宽使得装药抗过载安定性降低;通过安装调节器,可以实现炸药材料加载最大应力与加载脉宽同时接近实弹发射时装药过载应力参量。说明该方法提高了模拟加载实验结果的准确性。     

抗过载炸药装药侵彻安全性试验研究

针对炸药装药侵彻安全性问题,从主炸药粒度、颗粒级配和装药工艺出发,研制了一种可以满足抗高过载性能的不敏感炸药。感度测试表明,在满足浇注工艺要求的前提下,采用较细粒度的HMX,经过颗粒级配和钝感处理,大大降低了炸药的机械感度;采用特殊的装药工艺,严格控制了炸药装药质量,提高了装填密度达1.80g.cm-3。采用试验弹,通过100mm滑膛炮和钢筋混凝土靶,对所研制的新型抗过载炸药进行了侵彻安全性试验。侵彻过程中弹体保持完好,内部装药未燃未爆。     

一维应力动态加载下战斗部装药力学响应预报模型

为获得战斗部装药在高过载侵彻下的动力学行为,对战斗部装药（黑索今(RDX)基高聚物粘结炸药(PBX)）在高应变率下的动态力学响应特性进行了研究。采用改进的分离式霍普金森压杆(SHPB) 实验技术对RDX基PBX炸药动态力学性能展开研究、压电传感器监测试件两端应力状态、高速相机拍摄实验中的试件变形过程,确保实验试件变形在动态应力平衡和常应变率加载条件下进行,保证实验数据的有效性。结果表明,该RDX基PBX炸药具有明显的密度效应及应变率效应,当应变超越0.075时应变率效应显著增强。基于应变能函数,建立该RDX基PBX炸药在一维应力状态下修正的Rivilin本构模型,模型拟合结果与实验结果基本相符,仿真结果得到的应变时间信号及试件变形模式与实验结果基本吻合。     

炸药压制工艺参数对空心装药质量影响的仿真研究

空心装药通常采用压制成型工艺,为了研究工艺参数对装药质量的影响,采用基于连续介质力学的方法,建立了空心JO-9159炸药压制过程有限元仿真模型,仿真分析了JO-9159炸药压制成型过程的相对密度、位移以及等效应力变化规律。在此基础上,针对压制速率、初始相对密度以及摩擦系数3种主要工艺参数对JO-9159炸药压制成型质量的影响进行了仿真与分析。结果显示:压制过程中JO-9159炸药粉末主要是轴向流动,靠近阴模区炸药流动相对缓慢;压制速率为0.5 mm·s^-1时、摩擦系数为0.25时,成型后装药相对密度较为均匀,回弹量较小。     

片式换档离合器滑磨功及滑磨功率的动态模拟计算

本文利用 SIMUL INK软件包对换档离合器结合过程进行了建模仿真分析 ,给出了动态求解滑磨功和滑磨功率的一种仿真方法 ,为换档离合器的热负荷分析提供了必要的理论基础     

Research on the Application of Explosive Network in the Shaped Charge Warhead

With respect to the problems of that the shaped charge warhead currently uses a cover method to improve the penetration power, a method using an explosive network technology as the detonation mode of shaped charge warhead is proposed. In the context of some shaped charge warhead, a synchronous explosive network prototype is designed according to some charge structure parameters, such as the liner and main grain. From the performance comparison test, it can be known that the explosive network not only stably detonates, but also largely improves the penetration power and stability. Experimental results show that explosive network technology is an effective method for improving the penetration power. The results lay a solid foundation for the engineering application of the technology in the shaped charge warhead.     

侵彻过程中弹载火工品过载特性数值模拟

通过分析弹体侵彻模型及弹载火工品应力波加载机理,揭示了弹载火工品应力波加载的加载状态,并运用LS-DYNA有限元软件对特定侵彻过载环境进行了仿真计算.研究结果表明:弹体过载结果与Forrestal经典试验模型吻合较好;弹体与火工品的过载规律趋于相近,可以通过弹体的过载情况来预测弹载火工品的过载情况.此项研究可为侵彻过载中弹载火工品抗高过载能力评价提供参考.     

造型粉流动性能对分步压装工艺的影响

为研究造型流动性对分步压装工艺适应性及其装药安全性的影响,测量了不同配方造型粉的流散性和堆积密度,通过分步压装工艺试验,研究炸药的流动性对分步压装工艺及其安全性的影响。结果显示,炸药的流散性在一定范围内才能适合分步压装工艺,降低炸药的流散性,可提高局部装药密度,但增加了径向密度差,降低了装药过程的安全性。在流散性适宜的条件下,分步压装装药密度随堆积密度的增加而增加。