网栅参数对切割式多破片战斗部发散角的影响

为提高切割式多破片战斗部对目标的打击概率,在试验研究的基础上利用LS-DYNA仿真软件研究了切割网栅参数对战斗部发散角的影响。研究表明:随着切割丝安装距离的增加,破片发散角逐渐减小;相对于圆柱形,截面形状为楔形的切割丝切割效率更高,单位长度发散角变化值更小。     

可变形战斗部破片增益研究

通过试验得到可变形战斗部破片飞散分布规律,运用LS-DYNA对可变形战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行数值模拟,得到与试验吻合较好的结果;对相同结构口径的偏心起爆战斗部、周向均匀战斗部的爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟。结果表明,在给定破片飞散角度内可变形战斗部整体性能优于偏心起爆战斗部。     

双聚焦式破片战斗部不同起爆方式的数值模拟研究

针对某结构双聚焦战斗部的爆轰驱动特性进行了仿真研究。利用DYNA3D有限元程序,模拟计算了单点、两点和三点起爆方式下的爆轰波传播过程、壳体驱动及破片的飞散特性参数。模拟结果表明,两点起爆方案得到的两个战斗部聚焦带(-17°、-14°)和(14°、17°)内集中的破片数目最多,占总破片数的43.09％,双聚焦效果最优。     

D型预制破片战斗部破片飞散过程的数值模拟

在试验的基础上结合有限元计算软件LS-DYNA,采用Lagrange算法对D型战斗部破片飞散及破片毁伤靶板的过程进行了数值模拟,分析研究了D型双层壳体预制破片战斗部破片飞散的特性。与试验结果及ALE算法计算结果的比较表明,采用Lagrange算法模拟预制破片战斗部的破片飞散过程更具合理性和有效性。     

圆弧杆球交错组合破片战斗部破片飞散特性数值模拟

为了进一步提高战斗部的毁伤能力,进而比较了同一战斗部上相同体积的两种形状的破片,运用AN-SYS/LS-DYNA对该战斗部进行了飞散特性数值模拟.分析了交错排列和不同形状对战斗部爆炸破片的速率以及破片形成空间状态的影响.模拟结果表明:圆弧杆破片的平均速率最大,球破片平均速率最小;在任一时刻破片飞散,整体表现均为预制破片球形成的“体”杀伤和圆心角为30°的圆弧杆形成的“体”杀伤组合成的复合“体”杀伤,模拟结果可为战斗部的设计提供了有益的参考.     

多层球形预制破片战斗部破片初速场的计算模型

为描述多层球形预制破片战斗部破片的初速分布,针对典型的柱形装药的多层球形破片结构,用AUTODYN软件对其爆炸驱动过程进行数值模拟,发现每层破片的初速周向规律性波动;每层破片的平均初速外层大于内层,其差异随破片层数的增多和周向破片数的减少而增大;基于Gurney假设和冲量定理进行理论推导,结合数值模拟结果,建立了破片初速场的计算模型。该模型通过给出各层破片的平均初速及初速场的速度极值来表征初速场,其计算值与实验结果吻合较好。     

破片侵彻陶瓷/芳纶复合装甲数值模拟

利用三维非线性动力有限元程序LS-DYNA,建立了破片侵彻陶瓷/芳纶复合材料装甲的有限元分析模型,描述了侵彻过程的物理和力学现象,得出了一些重要参量的变化规律,与破片侵彻相同面密度的均质装甲钢装甲进行了比较.陶瓷/芳纶复合装甲的抗侵彻能力要优于相同面密度的均质钢装甲.     

网栅参数对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响

为研究网栅因素对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对星形线形网栅切割式MEFP的形成过程进行数值模拟,并分析网栅与药型罩的间距、网栅宽度对MEFP发散角的影响。结果表明:该装药结构能形成5个具有一定质量和方向性、速度达到1 800～2 500 m/s的子EFP;随着网栅间距的增加网栅宽度减小,子EFP发散角逐渐减小,并得到最适合切割的截面形状。     

EFP/预制破片复合战斗部结构设计与分析

为增大毁伤面积并提高侵彻能力,设计不同结构的爆炸成型弹丸(explosively formed penetrator,EFP)/预 制破片复合战斗部,综合挡环结构及预制破片钨球的排布方式,得到4 种方案。应用ANSYS/LS-DYNA 对战斗部 成型过程进行数值模拟,通过不同战斗部结构方案分析,研究挡环结构及预控破片排布方式对毁伤元成型过程和毁 伤效果的影响。结果表明：当挡环顶部与药型罩底部处于同一平面时,形成的EFP 速度更高、长径比更大、长度更 长,且内圈钨球的轴向速度更高;采用内圈钨球26 枚、外圈钨球32 枚的钨球排布方式的战斗部,其内、外圈钨球 发散角更大,能形成具有良好侵彻能力且密度均匀的破片场,仿真与实验结果一致。     

多模式毁伤元成形的数值仿真和实验研究

为实现多模战斗部中3种毁伤模式的集成,同时提高定向破片群的径向发散能力,设计了多模战斗部弹体结构,并开展了3种模式毁伤元成形过程的数值仿真,最后通过相应的靶板效应实验进行了验证.研究结果表明,基于设计的弹体结构,可以分别实现爆炸成型弹丸、聚能杆和定向破片群模式的毁伤元成形,其中定向破片群的径向散布角达18°,且3种模式能有效兼容.     

准球形EFP成型影响因素的数值模拟

采用非线性动力学程序AUTODYN数值模拟了准球形爆炸成型弹丸(EFP)压垮成型过程,研究了药型罩外曲率半径(R2)和壁厚(h)等结构参数对EFP长径比和速度的影响,并对R2=0.76Dk,h=0.136Dk的EFP进行了脉冲X光摄影实验。结果表明,随着药型罩外曲率半径和壁厚的增大,EFP的长径比逐渐减小,EFP速度逐渐降低;获得了形成准球形EFP的药型罩外曲率半径与壁厚对应关系;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

贴隔板法在尾翼EFP成型中的应用研究

采用LS—DYNA对在药型罩上粘附隔板结构形成带尾翼型爆炸成型弹丸（explosively formed projeetile,EFP）进行三维数值模拟,从药型罩微元压跨速度和压力的角度初步探讨了形成尾翼型EFP的机理,对同一直径的大锥角型、球缺型和弧锥结合型药型罩形成的尾翼型EFP进行了对比分析,三种结构药型罩均能形成较为明显的尾翼,其中大锥角型药型罩得到的EFP速度最高。数值计算结果表明,EFP尾翼数与药型罩上所粘贴的隔板数一致,三种不同结构药型罩上粘贴四个隔板,得到的尾翼数均为四个。通过实验,对贴隔板法形成尾翼EFP做了进一步验证,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

EFP冲击引爆带壳炸药数值模拟研究

利用非线性有限元程序LS-DYNA中的ALE算法对EFP的成型、冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟.与试验结果相比较,数值模拟结果具有较高的可信度,证明采用了LS-DYNA中的ALE算法,能有效获取EFP对带壳炸药引爆过程的参数.     

一种带尾翼爆炸成型弹丸的研究

利用LS-DYNA显示动力分析有限元程序,采用流固耦合方法,对带尾翼EFP的形成过程进行数值模拟。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2.23倍,其头部速度比EFP增加了15%。     

鱼雷聚能战斗部自锻弹丸水中运动特性仿真研究

聚能战斗部是鱼雷战斗部的一个重要发展方向,聚能战斗部中的药型罩在聚能效应的作用下形成自锻弹丸(EFP),其对水中目标的毁伤效果主要取决于EFP经过一定距离的水介质后到达目标时的速度和形状。本文以EFP本身为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对鱼雷聚能战斗部EFP在水中的运动特性作了数学仿真分析,模拟了EFP在水中运动自身的速度梯度、EFP的形状等随时间的变化,对EFP在水中运动自身的速度梯度和形状等参数随时间变化规律做了初步研究。本文的研究成果对鱼雷聚能战斗部结构、药型罩的设计和优化以及提高鱼雷聚能战斗部对目标毁伤效果的研究具有一定的参考意义。     

EFP水中飞行特性及侵彻间隔靶的仿真与试验研究

针对爆炸成型弹丸(EFP)战斗部在水下弹药的应用问题,利用LS-DYNA有限元软件,仿真研究了EFP在水中的速度衰减与质量损失规律及对不同距离的间隔靶侵彻规律,并通过高速摄影试验进行了试验验证。结果表明,EFP入水后形态极不稳定,质量急剧减小甚至碎裂,随着在水中飞行距离的增加质量逐渐减少至初始质量的1/3~1/5,EFP在水中速度先以线性下降后呈指数规律衰减,且EFP飞行2.5倍装药直径距离可贯穿5 mm靶板,但是EFP飞行超过5倍装药直径时已不具有侵彻能力。     

锥角对具有PELE效应的EFP成型影响的数值仿真分析

为增强反轻型装甲目标弹药的毁伤能力,提出了一种内含低密度装填材料的变壁厚弧锥结合药型罩。使用有限元软件LS-DYNA分析了各锥角对爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响规律和EFP对靶板的侵彻效应,拟合得到EFP成型参数曲线与EFP成型速度的曲线方程。结果表明,药型罩内锥角α_1取166°～170.2°,装填物内锥角α_2取160°～166°,装填物外锥角α_3取140°～152°,药型罩外锥角α_4取132°～140°时EFP成型速度较快、成型效果较好;α_3对EFP成型速度、长度与径向尺寸影响最大,α_1,对EFP中心厚度影响最大。基于研究结果对药型罩结构进行优化,优化后的药型罩能够形成具有明显横向效应增强型侵彻体(PELE)效应的EFP,在射入靶板时对其扩孔,并在穿透靶板后碎裂形成高速破片对目标内部进行二次毁伤。     

EFP成型飞行及侵彻钢靶特性的数值模拟分析

文中采用LS—DYNA软件，以70mm弧锥结合型爆炸成型弹丸（EFP）侵彻40mm厚45#钢靶数值模拟过程为例，针对弧锥结合型EFP成型、空中飞行和侵彻钢靶过程的特性进行了研究。模拟结果与试验结果相吻合，表明采用的数值模拟方法正确，结果分析合理。为弧锥结合型EFP的研究提供了方法和有价值的特性规律。     

三点起爆同步误差对尾翼EFP成型性能的影响

针对三点起爆同步误差对尾翼爆炸成型弹丸(EFP)成型的影响问题,利用LS-DYNA有限元软件,分析了三点起爆同步误差引起的爆轰波不对称碰撞以及药型罩在复合爆轰波作用下的压垮过程,研究了三点起爆同步误差对EFP的尾翼形成及飞行速度的影响。结果表明,三点起爆同步误差造成三叉形高压区和三叉形中心超高压区偏离药型罩中心,使EFP尾翼成型不规则;三点起爆成型装药形成较佳尾翼EFP应满足的最大起爆同步误差为100ns,且尽量使中间起爆点起爆同步误差约为最大同步误差的一半,有利于降低尾翼EFP的水平分速度,提高飞行稳定性。     

爆炸成型弹丸有效装药结构理论分析及试验研究?

爆炸成型弹丸装药结构中存在无效装药区,对有效装药结构进行研究,实现去除无效装药,进而提高装药的能量利用率。首先采用理论分析方法,利用等效平板和等效装药假设,将圆柱形装药对大锥角药型罩的抛掷问题进行简化,对有效装药高度进行理论计算并做相应的修正,确定出大锥角药型罩的最佳装药高度;由理论分析结果,设计出两种不同装药结构形式,通过侵彻试验对比其终点效应。试验结果表明,合理设计有效装药结构可以减少约26.5%的装药量,研究结果对EFP战斗部装药结构优化设计具有一定的应用价值。