串联攻坚战斗部前级爆轰场对后级影响分析

为了研究串联战斗部前级爆轰场作用下,后级随进子弹炸药安全性及其速度降的大小,建立了一维冲击波传播理论分析模型,由图解法得到了后级装药的初始压力。通过与炸药引爆阈值压力比较,判断了后级装药的安全性。根据动量守恒,得到了后级子弹的速度降表达式。进行了串联装药的数值计算,得到一定隔板厚度情况下后级装药受到的冲击压力和后级子弹速度降,计算得到的后级子弹变形情况与试验结果相吻合。

混凝土侵彻试验相似准则验证分析

提出了用混凝土侵彻模型试验代替原型试验的方法,建立并验证了混凝土侵彻试验的相似准则。基于相似理论,推导了包括材料、弹速、着角、几何关系等因素的混凝土侵彻试验相似准则。为了验证相似准则,进行了1发原型试验和7发模型试验。由于模型试验的弹速不够接近原型试验的弹速,在模型试验数据处理中引入了灰色系统理论,建立了最大侵彻深度灰色预估模型。通过模型试验相应弹速的灰色预估值与原型试验结果的相似对比及误差分析,说明模型试验能够满足要求。

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。

典型CL⁃20和HMX基压装炸药爆炸驱动特性对比

为了考察六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基炸药较典型奥克托今(HMX)基炸药的爆炸驱动性能提升幅度,选取典型CL-20基压装混合炸药和HMX基压装混合炸药(JO-8)开展了爆速、爆压、标准圆筒对比实验测试,并设计了预制破片驱动装置和聚能装药结构,分别开展炸药径向、轴向驱动静爆/静破甲威力实验,实测了爆炸驱动破片的速度以及射流对钢靶静破甲深度。结果表明,CL-20基炸药(密度为1.95 g·cm^(-3))的爆速、爆压和格尼系数较JO-8炸药(密度为1.83 g·cm^(-3))分别提高4.8%、16.7%和3.5%。在相同结构下,CL-20基炸药驱动预制破片速度、动能较JO-8炸药分别提高5.1%~7.3%、10.5%~15.1%;在5.5倍装药直径(CD)炸高条件下,装填CL-20基炸药的聚能装药较装填JO-8炸药的静破甲能力提高3.2%~12.6%。

铝合金抑爆材料性能对比试验分析

文章对铝合金抑爆材料抑爆机理进行了初步分析,采用先进的测试方法和信号处理技术,进行了铝合金抑爆材料性能对比试验研究,取得较精确的试验数据以及数据处理和分析结果。试验中铝合金抑爆材料可以把1.40MPa的爆炸压力抑制到0.14MPa,试验表明铝合金抑爆材料有明显的抑爆性能及抑爆能力。

准球形爆炸成形弹丸形成过程的仿真计算与实验验证

利用仿真计算和脉冲X光摄影实验相结合的方法研究了准球形爆炸成形弹丸的形成过程。通过对不同药型罩外曲率半径、壁厚参数的正交仿真计算,获得了形成准球形爆炸成形弹丸的结构参数,并根据动能最大准则确定了准球形爆炸成形弹丸的优化方案。数值仿真结果与实验结果吻合较好。研究结果对准球形爆炸成形弹丸的应用和工程设计有一定的指导意义。

串联攻坚战斗部前级聚能装药研究

文中从孔径与穿深合理匹配的要求出发设计(?)装药结构,运用有限元中的 ALE 算法,将 X 装药与亚半球装药侵彻45~#钢进行数值模拟对比计算,得到了二种装药结构的成型参数及侵彻结果,通过对比,可以看出 X 装药侵彻孔径均匀,穿深较大,并通过了试验验证。

基于对混凝土侵彻孔径要求的聚能装药设计

文中给出了串联战斗部前后级匹配设计方法。根据破/爆型串联战斗部作用原理,为了使后级子弹可靠随进,前级聚能装药穿孔保持为圆柱形孔为好。文中根据能量守恒原理及侵彻孔径公式,推导了获得圆柱形穿孔的射流直径与速度的关系。借助数值计算手段进行了前级聚能装药的优化设计,并通过了试验验证。

高速气流作用下两级飞行器动态分离过程研究

为研究超声速气流对分离过程的影响,开展了两级飞行器高速气流下动态分离过程的数值模拟,建立了高速气流环境下含空气阻力内弹道模型;基于嵌套网格技术,分析了不同高速气流来流速度及攻角下前级的气动与运动特性,得到了前级典型气动参数、动态分离速度及静动态分离速度差异变化规律.结果表明:在本文研究范围内,静动态分离速度差异在不同高速气流来流速度和攻角条件下变化明显.随高速气流来流速度增大,前级分离结束时刻的阻力系数、升力系数和动态分离速度减小,速度差异因子增大;随攻角增大,阻力系数、升力系数和分离速度增大,速度差异因子减小.

复合反应破片爆炸成型与毁伤实验研究

研究爆炸成型复合反应破片的成型过程及其对目标靶的终点效应.设计了球缺形药型罩的小长径比爆炸成型复合反应破片装药结构方案,应用脉冲X光摄影系统拍摄复合反应破片的形成过程.实验结果表明,药型罩在压垮过程中成功实现对反应材料的包覆,包覆及飞行过程中反应材料性能安定;从破片侵彻靶板结果看出,复合反应破片在撞靶时发生化学反应,毁伤效果比惰性侵彻体有大幅提高,利用金属药型罩动态包覆反应材料形成复合反应破片方法可行.研究结果可为反应破片战斗部的工程应用提供参考.

复合反应破片对钢靶侵彻的实验研究

研究了钢壳与两种配方反应材料组成的复合反应破片对薄钢靶的侵彻毁伤效果,利用12.7 mm口径弹道枪发射复合反应破片和惰性破片对A3钢板侵彻试验,采用高速摄影观察破片穿靶过程。试验结果表明,两种配方复合反应破片侵彻靶板过程中都产生燃爆效应,钛粉和聚四氟乙烯配方反应材料复合反应破片的爆燃效果好于铝粉和聚四氟乙烯配方;复合反应破片穿靶过程毁伤能力随壳体厚度增加而增大;复合反应破片的穿靶孔径比同尺寸惰性破片提高约40%。

不同形状装药爆炸冲击波场及对靶板作用效应的数值模拟

利用非线性动力学软件AUTODYN对球形及不同长径比圆柱形装药冲击波场及其传播过程进行数值模拟,探讨了长径比对圆柱形装药冲击波场的超压区分布影响规律,给出了柱形装药可与球形装药等效的临界距离计算公式;通过对不同形状装药对四边固定方形靶板冲击过程的数值计算,得到靶板中心点的挠度值,结果与试验吻合较好,本文结果可为柱形装药与球形装药等效计算、目标在不同形状装药爆炸冲击波作用下的动态响应问题及装药优化设计提供参考.

PELE弹侵彻过程壳体膨胀破裂的数值模拟

采用AUTODYN-3D和基于Mott破片分布理论的Stochastic随机破碎模型对横向增强效应弹丸(PELE)侵彻过程钢壳体膨胀过程进行了三维数值模拟,对比分析了旋转和着角两因素对弹丸侵彻铝靶时壳体破裂产生自然破片的影响,得到了破片数量质量分布及径向速度梯度等变化规律。

复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究

设计并制备了两种不同配方的新型复合式反应破片,并进行了该反应破片对装有柴油油箱的毁伤试验。复合式反应破片由壳体、裸反应破片、顶盖组成。裸反应破片采用铝粉和聚四氟乙烯、钛粉和聚四氟乙烯两种材料配方真空高温烧结制成。试验利用12.7 mm弹道枪发射复合式反应破片,并用高速摄影仪记录破片对油箱的毁伤过程。两种配方的复合式反应破片均能穿透6 mm厚油箱壁,并具有明显的引燃效果。试验结果表明,与惰性破片相比,复合式反应破片兼有侵彻能力和引燃纵火能力。

一种CL-20基压装混合炸药JWL状态方程参数研究

对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)基压装混合炸药爆轰产物JWL状态方程参数进行了研究。采用直径25mm标准圆筒试验研究了CL-20基压装炸药(C-1,CL-20/钝感粘结剂(质量比)=94.5/5.5)的驱动做功能力,获得了圆筒壁膨胀速度、位移与时间的关系;应用考虑与爆轰参数封闭的炸药JWL状态方程参数数据处理方法得到该炸药的JWL状态方程参数,应用参数进行圆筒模型数值模拟,与试验结果对比,发现速度误差低于2%,位移误差低于1%;对比了本研究参数与国外类似炸药参数在做功能力上的差异,结果表明,LX-19和PBXC-19的格尼速度比C-1炸药分别高2.02%和2.20%。

不同内核材料PELE弹丸对多层靶穿甲实验研究

为确定内核材料对PELE弹丸横向效应的影响,进行了内装聚乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氨酯材料的横向效应弹丸(PELE)对4层间隔靶的侵彻试验,获得了不同方案PELE弹对主靶的穿孔孔径、间隔后效靶面的破片分布.实验结果表明,聚四氟乙烯作内核材料的PELE弹穿靶后形成的破片数和飞散角明显大于其它材料;PELE弹穿靶后形成的破片飞散角在主靶有一定斜置角时增大.

一种与爆轰参数封闭的JWL方程参数确定方法

利用数值模拟和理论计算分析了炸药JWL状态方程参数与爆轰参数封闭的重要性;获得了利用圆筒实验测试结果计算炸药爆轰产物绝热等熵指数和爆压的方法;建立了与爆轰参数封闭的JWL状态方程参数的确定方法,并依据公布的圆筒实验数据,应用于两种典型炸药JWL状态方程参数的确定,获得的参数与炸药爆轰参数严格封闭,数值模拟结果与实验结果一致性好,表明炸药JWL参数确定方法合理可靠。

钨球对柱面带壳装药的冲击起爆数值模拟研究

采用AUTODYN-3D数值软件,开展了钨球与不同曲率半径柱面带钢壳Comp B炸药作用过程的数值模拟。分析了钨球撞击位置对炸药冲击起爆特性的影响,采用升降法获得柱面带壳装药的临界冲击起爆速度。结果表明:柱面带壳装药冲击起爆过程与平面带壳装药相一致,炸药起爆点发生在离炸药和壳体界面一定距离处,且随着速增加而越靠近交界面;相同条件下柱壳装药更易于起爆,其临界起爆速度随装药曲率半径r增加呈现非线性增大,碰撞点偏移量δ=0时,r=∞的临界起爆速度较r=40 mm时增加3.2%;随偏移量δ的增大呈现指数增加,r=40 mm时,δ=0.94r的临界起爆速度较δ=0时增加35.6%,较平面带壳装药增加31.5%.

钨合金壳体PELE的侵彻膨胀效应数值模拟

采用AUTODYN-2D软件对内核材料为高密度聚乙烯、Kevlar-Epoxy、Glass-Epoxy、尼龙、铝、铜的钨壳体PELE弹丸以不同速度侵彻厚50mm的铝靶过程进行了数值模拟。得到了装填不同内核材料PELE弹丸的横向效应随着速变化的规律。铝、高密度聚乙烯以及尼龙作为内核材料均有良好的横向效应,壳体有效破碎段长度可根据弹丸发射速度调节。研究结果为PELE弹药设计的材料、速度选取提供了参考。

爆炸成型弹丸成型过程中的断裂数值模拟及机理分析

为研究爆炸成型弹丸(EFP)轴向断裂机理,采用有限元分析软件LS-DYNA,引入Johnson-Cook失效模型及自适应算法,对典型EFP装药结构不同外曲率球缺形药型罩OFHC铜EFP成型过程中的断裂进行数值模拟,并通过实验进行验证。采用应力波理论分析了长杆形EFP轴向断裂机理并确定了速度梯度断裂临界值。研究结果表明:基于Johnson-Cook失效模型及自适应算法,采用LS-DYNA软件可较好地模拟EFP成型过程中的断裂现象;对于特定EFP装药结构的球缺形药型罩,存在药型罩曲率临界值使长杆形EFP发生轴向断裂;应力波理论计算所得速度临界值(60~83 m/s)与数值模拟所得EFP速度梯度断裂临界值(76 m/s)吻合较好。该研究结果对OFHC铜EFP的设计具有参考意义,理论分析方法可应用于确定长杆形EFP的速度梯度断裂临界值,并为新材料在EFP药型罩中的应用提供参考。