一种双模态EFP战斗部的数值仿真

针对同一成型装药形成多模毁伤元问题,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对在药型罩前加装一刻槽圆环形成带尾翼爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)的成型过程进行了数值模拟,结果表明,该装药结构能形成带有8个尾翼的EFP,带尾翼EFP的长径比是EFP长径比的2.75倍,其头部速度比EFP增加了15%,实现了带尾翼大长径比EFP和EFP两种模态的转换。      

开缝帽罩水滴撞击特性研究

针对吹风比对帽罩缝后区域水滴撞击特性的影响,通过计算提出水滴受气膜影响效应的相关判据。通过 实验发现气膜对水滴具有吹袭作用,随着吹风比的增大,水滴撞击系数逐渐减小,吹风比为0.24、0.53 和1 时的最 大水滴撞击系数与吹风比为0 时的结果相比分别下降了6.73%、10.95%和17.11%;针对帽罩外形,计算发现在吹风 比、来流速度和水滴直径3 个变量任意组合下(v＜70 m/s),水滴受气膜影响存在有限吹除、吹向后部和完全吹除3 种效应,拟合出左右临界水滴直径判据和St 判据。实验结果表明：该研究有助于加深对帽罩热气防冰的理解,对开 缝帽罩防冰结构设计具有一定的参考价值。     

不同起爆方式对聚焦战斗部性能影响的数值模拟

利用LS/DYNA软件,采用中心和偏心两种起爆方式引爆聚焦战斗部进行全模型三维数值模拟,得到该战斗部两种状态下的破片初速及其分布规律;在仿真模型中加入靶板,得到距战斗部中心6 m处的破片分布,结果显示破片在两种起爆方式下都能在靶板上形成聚焦带.通过统计得出,偏心起爆能使破片速度增益为20.3%,破片在6 m处带宽为1 m的密度增益为9.6%,飞散角和方向角基本一致.     

弹药洞库内部防殉爆隔爆设计与数值模拟

基于我军现有弹药洞库的结构特点,以某典型弹药洞库为原型,对其内部进行了防殉爆隔爆防护设计,并运用数值计算分析了隔爆防护的隔爆效能。研究表明,所采用复合隔爆装置可以使弹药堆垛上所遭受的峰值压力、振动速度和最大加速度都得到极大降低;在弹药洞库内部实施防殉爆隔爆设计,可以极大地衰减爆炸冲击波峰值压力,减小冲击波对弹药垛的毁伤作用,降低弹药洞库内贮存弹药的殉爆概率,防止库存弹药发生整体殉爆,最大限度地减小发生爆炸时的损失。     

复合 MEFP 战斗部侵彻性能及其后效的仿真研究

为研究新型复合 MEFP 战斗部在破甲武器中的应用,运用 ANSYS ／LS-DYNA 有限元分析软件,采用多物质ALE 流固耦合算法,对复合 MEFP 战斗部侵彻体成型过程进行数值仿真计算,研究其侵彻体性能,并选择靶板进行侵彻,分析侵彻性能及穿孔孔径和毁伤范围,最后以后效靶板进行验证,综合分析复合 MEFP 战斗部的侵彻性能及后效影响;结果表明：该复合 MEFP 聚能战斗部在起爆方式选取单点同时起爆时,形成互不影响的1个主 EFP 和4个辅EFP,可以同时侵彻靶板,提升侵彻性能;主、辅 EFP 侵彻钢靶使孔径增大,并且提升了战斗部毁伤范围;复合 MEFP战斗部后效作用明显,侵彻后效靶板的孔径为48 mm,大大提升了 EFP 战斗部的毁伤性能。     

壳体性质对爆炸成形弹丸性能的影响

利用LS—DYNA有限元程序对带壳EFP结构的成形过程进行数值模拟．研究了壳体的材料以及厚度对EFP性能的影响规律。研究表明，壳体材料的密度和厚度的增加将有利于提高EFP的速度和密实度；对于某一特定的EFP装药结构。可确定一个壳体临界厚度，使形成的弹丸长度达到最大。研究结果可应用于EFP战斗部结构优化设计。     

起爆方式对战斗部破片定向性能影响的数值模拟研究

利用ANSYS／LS-DYNA软件，采用数值模拟方法，针对一虚拟的定向破片战斗部，研究了不同起爆方式对破片定向性能的影响，获得了破片在定向区域的破片数、平均速度和动能等物理量，通过分析比较不同起爆方式的密度、速度和动能增益，取得了起爆方式对破片定向性能影响的规律性认识，给出了一个工程上易于实现的、相对优越的起爆方式。     

一种多模战斗部的结构优化设计研究

应用LS-DYNA显式动力分析有限元程序,采用流固耦合方法,对井字形网栅切割式MEFP的形成过程进行数值模拟。计算分析了网栅间距、网栅密度、药型罩曲率半径3种因素对MEFP发散角的影响规律。结果表明:随着网栅间距的增大、网栅密度和药型罩曲率半径的减小,破片的发散角逐渐减小。在此基础上以破片发散角为指标,应用正交优化方法分析研究3种因素对破片发散角影响的主次关系。结果表明,药型罩曲率半径是主要影响因素,并得到了3种因素各水平的最优组合。     

爆炸成型模拟弹丸对水介质侵彻的数值仿真

应用大型有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA,对爆炸成型模拟钢弹丸侵彻水介质进行了数值仿真计算,分析了形状和人水速度对弹丸侵彻性能的影响。给出了弹丸水中运动速度衰减规律,为下一步设计能形成较好水下弹道特性和侵彻效果的鱼雷战斗部装药结构提供参考。     

破爆型串联战斗部前级对后级影响数值模拟

利用有限元软件对破爆型串联战斗部第一级装药爆轰对第二级随进子弹影响结果进行了数值模拟.分别计算了在不同后级子弹速度、不同前后级距离条件下的影响结果.获取了前级爆轰产物对后级子弹速度的影响结果以及前级爆轰产物作用于随进子弹及装药上的超压.该计算结果为破爆型串联战斗部结构设计有较大的参考价值.     

不同起爆方式下MEFP战斗部的数值模拟

文中利用ANSYS／LS-DYNA软件对周围排列MEFP进行数值模拟，并对在不同起爆方式下MEFP战斗部形成的EFP阵列进行了研究。研究结果表明：在中心线起爆与端面起爆方式下的MEFP均能形成初速大、攻角小、气动性能良好的EFP。     

TNT和TATB炸药爆轰参数的数值模拟

用Gibbs自由能最小原理,通过解化学平衡方程组,求解TNT和TATB炸药爆轰产物系统的平衡组分,计算结果与用BKW和LJD方法计算的结果相近。用自编的程序从碳的石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相中确定出炸药爆轰产物中游离碳更可能存在的相态,并用此相态计算爆轰产物中碳的Gibbs自由能,用Ree修正的WCA状态方程和Ross软球修正的硬球微扰理论,对TNT和TATB炸药爆轰参数进行数值模拟计算,爆轰CJ点的爆速和爆压的计算结果与实验值吻合得很好。     

带管道连接的空间中悬浮铝粉尘爆轰波传播数值模拟

为研究悬浮铝粉尘爆轰及效应的问题,采用两相流模型数值研究了铝粉尘与空气当量比为1时,浓度0.304 kg·m~(-3),铝颗粒半径为2.0μm,悬浮铝粉尘爆轰波在通过管道连接的空间内的发展传播过程,用数值模拟得到了爆轰波的点火起爆及爆轰波传播、反射和绕射过程的压力、温度分布。结果表明,在模拟区域左侧的密闭空间中,爆轰波与壁面产生反射形成6.5 MPa局部高压区,而爆轰波与两壁产生的反射波的相互作用会形成18 MPa的局部高压区。爆轰波能通过绕射传播进入管道内,并在接近管道出口处速度能到达1571 m·s~(-1),压力能达到2.85 MPa,接近稳定传播状态。爆轰波通过绕射传播进入右侧空间中,在管道出口处绕射形成对称低压低密度区域,爆轰波压力和爆速下降,在右侧空间内继续传播。计算区域内的爆轰波后大部分区域温度保持在3400 K以上。     

截锥型战斗部斜穿靶数值模拟研究

利用动力有限元程序LS-DYNA对截锥型战斗部的斜穿靶过程进行了数值模拟，分析了穿靶速度、角度、材料性能以及导弹前舱段对战斗部斜穿靶性能的影响。由此提出，可以从增加战斗部材料的强度、韧性和改善战斗部过靶时的姿态等方面来提高截锥型战斗部的穿靶性能，同时还指出设计中应考虑导弹前舱段给战斗部穿靶带来的有利影响。     

爆轰快速点火过程的数值仿真与实验研究

为了寻求一种火药装药床的快速点火方式,以满足工程应用对点火时间的需求,设计了爆轰快速点火实验装置并进行了爆轰点火的实验研究。同时结合实验装置的特殊结构,建立了爆轰点火过程的理论计算模型,应用4阶龙格—库塔法编程计算得出一典型装药结构下爆轰点火过程各物理参数的变化规律,主要为点火过程中实验装置内压力变化规律。通过计算结果与实验结果的对比分析,得出爆轰点火可以实现微秒级点火目标的结论,对爆轰快速点火技术在工程上的应用有一定参考价值。     

装药中的不同间隙对炸药爆轰性能的影响

采用电离法研究了圆环形装药不同间隙以及填充氧化剂胶液后对炸药爆轰性能的影响。实验结果表明：装药轴向间隙对其稳定爆轰影响不明显，填充氧化剂胶液后爆速有所降低；而装药药段长及径向间隙大小明显影响爆轰稳定与否，填充氧化剂胶液后可改变爆轰性能。     

PBX-9502炸药超压爆轰条件下的状态方程

分别使用标准JWL和Davis状态方程对炸药PBX-9502超压驱动飞片和球形聚心爆轰问题进行了数值模拟。对超压驱动飞片问题的模拟结果显示,采用标准JWL状态方程计算出的超压段压力、速度结果偏低,而采用Davis状态方程给出的计算结果与实验符合较好。在球形聚心爆轰波的数值模拟中,分别使用Davis状态方程和JWL状态方程计算了LiF飞层的自由表面位移历史,发现在相同时间间隔(1.5μs)内,用前者计算出的位移大于后者(约0.4 mm)。     

装药间隙及填充物对炸药爆轰性能的影响

以外径Φ45.5 mm、内径Φ8.2 mm、长度40 mm、密度1.61 g.cm-3的双基推进剂空心药柱为研究对象,在推进剂装药结构中设置一定间隙,并在间隙中分别填充空气、水、沙、木屑、橡胶片、含氧化剂弹性体等材料,研究了间隙及填充物对推进剂爆速及其爆炸作用效应的影响。结果表明:当间隙为2 mm,在间隙中填充空气时,主发药柱被激发后,被发药柱发生爆炸。当间隙大于3 mm,在间隙中仍填充空气时,被发药柱不发生爆炸;当间隙中填充其它材料后,则被发药柱可以被激发,爆速超过6000 m.s-1,10 mm厚的A3钢板能够被击穿。     

高密度压装炸药燃烧转爆轰研究

为了给高密度炸药装药的安全性分析提供更准确的依据,在不同约束条件下(DDT管长420 mm,壁厚分别为10,20 mm),进行了PBXC03压装炸药燃烧转爆轰实验,采用电离探针测量了炸药中反应波速度,通过观测管体和反应波速度变化,判断炸药燃烧转爆轰(DDT)的情况.根据高密度炸药状态,建立了炸药燃烧转爆轰计算模型,采用...