起爆方式对杆式射流形成影响的数值模拟研究

利用数值仿真软件LS—DYNA3D,通过软件模拟了中心点起爆、平面起爆和环形起爆方式下所形成的爆轰波波阵面、杆式射流的外形和速度分布。并通过理论分析研究了不同起爆方式下所形成的杆式射流的速度分布。数值模拟结果与理论分析吻合较好,得到了一套实用的数值模拟方法及材料模型参数。     

起爆方式对半球型药型罩射流形成影响的数值模拟

为了研究起爆方式对杆式射流形成的影响,利用ANSYS／LS-DYNA有限元软件,对同种装药结构条件下的半球形药型罩进行正向单点起爆、4点起爆、8点起爆,逆向4点起爆和8点起爆后形成的射流进行数值模拟．计算结果表明：起爆方式对射流的性能有着重要的影响,不同起爆方式在装药中形成不同的射流;正向8点起爆形成的射流头部速度和射流长度都比其他起爆方式好．     

起爆装置对聚能杆式射流成型影响的数值模拟研究

为研究VESF板对聚能杆式射流成型的影响,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D分别就VESF板的材料与形状对侵彻体成型的影响进行数值模拟。结果表明:板形状为K字形、长方形、三角形时,产生最佳爆轰波形所对应的VESF板材料分别为钨、铜和钢;三角形的VESF板产生的爆轰波形最佳,形成的射流速度较高,形态较好。通过调整VESF板的材料与形状可达到调整装药起爆方式的目的。     

偏心起爆对聚能射流形成的影响

为研究偏心起爆对聚能射流形成的影响程度,利用LS-DYNA有限元软件,采用ALE方法对偏心起爆条件下聚能射流的形成过程进行了三维数值模拟,并与X光测试结果进行了对比。计算结果表明,对于此尺寸的聚能装药,偏心量为1mm时,对射流形成的影响不明显;当偏心量为2mm时,横向漂移速度会突然增加;当偏心量进一步增加时,会使射流出现严重的剪切断裂。     

聚能射流侵彻运动钢靶的数值仿真

针对聚能射流侵彻运动钢靶的过程进行数值模拟,对比分析炸药性能、炸高和钢靶运动速度对射流侵彻过程产生的影响,以及聚能射流侵彻运动钢靶的毁伤特性.仿真结果表明:运动钢靶速度越高,射流穿透后速度损失越大.为确保对高速运动目标的打击能力,需采用高能炸药作为聚能装药,并合理设计炸高.     

弹丸壳体性能对聚能射流影响的数值模拟

利用LS-DYNA3D有限元分析软件,对某弹丸在不同壳体性能情况下形成射流的过程进行数值模拟及对比分析,以寻求壳体性能对聚能装药射流的影响。通过对计算结果的分析,总结了壳体厚度及壳体材料对射流头部速度、射流总能量等相关特性的影响,找出了弹丸的最佳壳体厚度和壳体材料。结论可为弹丸设计及提高战斗部威力提供有益参考。     

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。     

串联聚能射流的数值模拟与实验研究

为了有效对付各种现代装甲目标,提出一种新型聚能装药结构并探讨了其成型机理.应用有限元软件分别对其前级装药、后级装药以及双级串联聚能装药的射流侵彻过程进行了数值模拟.结果表明:该串联装药可生成两个稳定且具有高同轴度的金属射流,其穿深比单锥角药型罩至少高30%.并在此基础上进行了系列的静破甲实验,实验与数值模拟结果吻合较好, 进一步深化了聚能效应的内涵和丰富了打击目标的手段.     

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。     

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。     

成型装药射流速度梯度数值模拟

成型装药破甲战斗部是对付坚固目标的有效手段之一,速度梯度是评估成型装药射流性能的重要指标.为了对成型装药射流速度分布进行量化评估,文中应用相关数值模拟工具,对某一常规成型装药结构的射流速度梯度进行了研究,获得了罩质材料在不同时刻沿其长度方向的速度分布曲线及速度大于2000m/s的射流质量.结果表明射流在形成并稳定后,大于2000m/s的射流速度沿其长度方向基本是线性分布,与试验结果相符,说明数值模拟应用于成型装药研究的可行性及正确性.     

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。     

不同锥角和楔角对锥形和线形聚能装药射流的影响

文中阐述了锥形和线形聚能装药各自射流形成的机理，运用有限元软件Lsdyna 2D，对锥形聚能装药和线形聚能装药的射流形成过程进行了模拟．比较说明了两种装药结构形成射流和杵体的不同。并且通过改变锥角和楔角来研究它们对射流的影响，结果显示锥形罩锥角和线形罩楔角对射流形状及速度有着重要的影响。     

靶板材料对聚能射流跳弹角影响的数值模拟与试验

利用ANSYS/LS-DYNA软件,数值模拟了金属射流以较小入射角(5°~7°)侵彻不同材料靶板(603装甲钢及铝)的跳弹过程。观察了其侵彻及跳弹的过程。结果表明,所得模拟结果与试验数据吻合。当射流头部速度为6500 m·s~(-1)时,603装甲钢的跳弹临界入射角为6°~7°,铝的跳弹临界入射角为5°~6°,随着靶板强度增大,射流跳弹角减小。射流跳弹有两个阶段,首先射流接触靶板时,射流头部发生跳弹,射流其他部分进入靶板内部;然后射流前端在靶板非对称阻力影响下运动方向发生偏转,最终跳出靶板,射流后续部分随之跳出靶板。603装甲钢跳弹与未跳弹开坑深度之比为0.389,低于铝靶的0.795,证明在跳弹情况下,随着靶板强度的提高,射流消耗在侵彻靶板、扩展弹坑上的能量减少。     

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)。