侵彻爆破型战斗部侵彻性能总体评估系统研究

开发了侵彻爆破战斗部总体设计软件,包括战斗部结构设计模块和侵彻性能分析模块。其中结构设计模块采用离散方法建立了钻地战斗部结构设计CAD模型,该模块可以图形显示战斗部结构并计算战斗部质量、装药量、质心和转动惯量等参数;侵彻性能模块基于刚体运动理论建立了战斗部斜侵彻岩土类目标的终点弹道计算模型,该模块可以给出任意头部外形战斗部斜侵彻半无限目标、有限厚目标、多层复合目标的弹道曲线和速度、过载、攻角及倾角等时间历程曲线,为侵彻爆破型战斗部设计及引信设计提供了重要依据。     

攻角影响战斗部侵彻效应数值模拟分析

针对攻角影响战斗部侵彻效应问题,利用LS-DYNA 3D非线性动力学仿真软件对单一动能战斗部在攻角条件下侵彻混凝土靶、随进战斗部在攻角条件下侵彻预置侵孔混凝土靶的过程进行了数值模拟,从剩余速度和剩余动能的角度探讨了攻角对战斗部侵彻效应的影响特性。结果表明,攻角会降低战斗部的侵彻效应,尤其会降低随进战斗部的侵彻效应,攻角为3°时,单一动能战斗部的侵彻效应降低约5%,随进战斗部的侵彻效应降低约7%。     

侵彻战斗部装药抗过载技术研究

从炸药选择、装药结构及装药工艺出发,研究了大、中型侵彻战斗部的装药抗过载技术.针对安定性试验中出现的故障,通过对强度靶与多层靶试验对比分析、回收残药性能检测、补充炸药脉冲冲击感度试验、试验回收弹体CT检测以及对回收惰性弹体的剖析,对故障原因进行了分析和定位,并对装药的结构和丁艺进行了改进.改进后的装药弹体通过了安定性试验.     

某型动能侵彻战斗部典型头部形状对侵彻性能影响

应用空腔膨胀理论建立了尖锥形、尖卵形和抛物线形三种典型头部形状动能侵彻战斗部侵彻半无限混凝土的动力学方程,并对三种典型头部形状的动能侵彻战斗部侵彻半无限混凝土进行了数值仿真计算。基于仿真计算结果对三种典型头部形状战斗部对半无限混凝土的侵彻深度和侵彻过载性能进行了对比分析,得到了三种典型头部形状对动能侵彻战斗部侵彻性能的影响规律。     

侵彻战斗部头部惰性体结构设计研究

为了研究侵彻战斗部头部惰性体结构设计原则,应用应力波理论,分析了侵彻战斗部撞击靶标过程中应力波从壳体到头部惰性体再到主装药的传播过程,建立了应力波传播的数学计算模型;应用大落锤试验平台,针对不同厚度、不同结构的惰性体开展了应力波传播试验研究,对比分析了试验结果和计算结果,验证了模型的合理性。依据数学计算模型,总结得出惰性体两端面的结构尺寸对应力波强度的变化影响较大,且按照e-2(D-d)/D的规律进行变化,而惰性体的厚度在10~50mm范围内变化时对应力波强度没有直接影响。     

非轴对称爆炸成形侵彻体战斗部的流体动力编码模拟

在掠飞攻顶弹药中，垂直于圆柱形载体的轴和飞行弹道安装战斗部。该圆柱形载体把一个几何制约体固定在常规轴对称战斗部上。该几何体限定了战斗部的直径、重量，因此也限定了它的杀伤力。非轴对称战斗部是一个增大掠飞攻顶弹药杀伤力的概念，它通过利用沿载体轴向的容积把更多的炸药装进战斗部，并把更大的动力加在目标上来实现。     

串联侵彻战斗部装药技术及发展趋势

介绍了侵彻武器的分类和作用方式,阐述了串联侵彻战斗部装药的技术特点和设计要求,并对其发展趋势进行了分析。     

破甲战斗部穿靶过程的数值模拟

概述了数值计算在研究金属射流对靶的侵彻过程中的作用。扼要介绍了MEPH计算程序的特点，最后路出一个聚能射流侵衡全过程的数值模拟结果。     

反舰导弹战斗部的侵彻爆炸毁伤效应研究

反舰导弹半穿甲战斗部主要利用其侵彻能力和爆破能量对目标构成毁伤作用。通过对目标结构特性的分析,采用合适的材料模型对导弹不同入射角攻击不同厚度和加筋特征的结构板进行了多工况的预测,比较了大筋与小筋及其交叉处对弹道的影响程度;获得了弹体贯穿靶板的侵彻规律与撞击速度的关系。同时运用ALE算法和流固耦合方式,结合内爆热辐射和焊接对材料性能的影响,应用温度相关和应变率效应材料模型,对舰艇舱室内爆流场及毁伤效应进行了动态描述;数值计算了冲击波在舱室内的传播规律和反射特性,确定了舰艇结构在爆炸荷载下的响应特性和破坏机理。     

EFP成型数值模拟及侵彻45钢靶试验研究

为研究EFP的成型机理和侵彻性能,在目前药型罩材料研究和应用的基础上,对EFP成型过程的数学模型进行推导,采用有限元分析软件LS-DYNA,对同一结构紫铜、钽和钽钨药型罩EFP成型过程进行数值模拟,通过靶试对3种材料药型罩EFP的侵彻性能进行试验研究。结果表明:紫铜、钽和钽钨药型罩数值模拟着靶速度与试验测得着靶速度基本长径比较为合理,有利于提升侵彻性能;钽钨药型罩能有效穿透80 m(889倍装药口径距离)处90 mm(1.0倍装药口径)厚的45钢靶板,靶板正面和背面穿孔直径较大,靶后靶体的崩落面积较大,后效毁伤效果好。EFP通过数值模拟和试验结果对比分析,对3种材料药型罩EFP的成型形状和对钢靶的侵彻能力作出评价,为EFP型罩材料的选择提供技术参考。     

侵彻弹对建筑物目标的毁伤仿真研究

研究分析了建筑物目标的毁伤特性,建立了侵彻弹爆炸威力场数学模型,并通过仿真的方法得出了建筑物目标在侵彻弹爆炸威力场中的毁伤判据,为研究导弹效能提供参考依据.     

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。     

聚能战斗部侵彻水介质装甲仿真试验

为了提高现代潜艇的抗毁伤能力,使用LS-DYNA软件的多物质ALE算法对鱼雷聚能战斗部侵彻水介质装甲进行了仿真试验分析。从鱼雷的毁伤机理出发,定义了材料模型和状态方程,给出了侵彻体头部传播路径上节点的最大速度拟合曲线,并解决了仿真试验中经常出现的计算不稳定问题。仿真结果表明,所设计的战斗部满足考核要求,可为聚能战斗部毁伤威力评估和潜艇模拟靶设计提供参考。     

侵撤子母弹对机场跑道封锁的毁伤仿真研究

分析了对机场跑道毁伤时侵撤子母弹抛撒半径的选择与确定方法，研究了瞄准点的选择，并在此基础上进行了机场跑道封锁毁伤的仿真计算及结果分析．     

引信战斗部配合效率优化设计

以飞机为目标，从无线电引信和破片式战斗部组成的地空导弹引战系统总体出发，把引信参数、战斗部参数同时作为优化设计变量，以单发杀伤概率最大，战斗部质量最小为双目标函数，建立了引战系统配合效率的优化数学模型，给出了算例，并对计算结果进行了灵敏度分析。     

反TBM导弹动能杆战斗部优化设计

在引战配合条件下, 针对目标可能采取的对抗措施, 推导了动能杆战斗部类反TBM导弹的杀伤概率数学模型, 并根据仿真结果讨论了影响杀伤概率的主要因素; 在此基础上, 把战斗部参数作为设计变量, 以单发导弹杀伤概率最大、战斗部质量最小为双目标函数, 建立了优化设计模型, 并给出算例, 分析了计算结果.     

一种双模式战斗部成形过程及破片发散角影响因素分析

为实现弹药的一弹多用,设计了一种在爆炸成形弹丸结构前适当位置安装一个可抛掷的十字形切割网罩的可选择作用/双模式战斗部装药结构。采用LS-DYNA3D程序,对药型罩经过切割网罩形成多个破片的过程及影响因素进行了数值仿真研究,仿真结果与试验结果吻合得较好。研究表明:该装药结构能形成5片具有一定质量和方向性、速度达到1 500~1 800 m/s的破片;破片的形成和发散角α与切割金属丝的直径D、材料密度,ρ以及它与药型罩之间的距离d有关。一般而言,α随着D的增大而增大,ρ越大越有利于切割但对α影响不大,而d则需在一定的范围之内才能形成理想的破片,并存在一个最佳值。     

一种圆弧杆式战斗部设计与飞散特性数值模拟

为了比较不同起爆方式下圆弧杆式战斗部的相关特征,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA分别模拟在中心点起爆、一端点起爆、两端点起爆、中心轴向起爆、四点起爆等5种不同起爆方式下爆炸载荷对圆弧杆的驱动和飞散过程.模拟结果表明:5种起爆方式下,两端点起爆能够使杆条环的平均速率达到最大;两端点起爆、中心点起爆、中心轴向起爆下圆弧杆飞散分布比较匀称.该研究可为战斗部的设计提供有益的参考.     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模 型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同 速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明, 该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。