圆柱形预制破片在爆炸冲击作用下的数值分析及结构优化

为降低一种复合型预制破片在脱离预制破片战斗部时的损伤率,基于实际某井字形圆柱形预制破片尺寸设计了十字形、米字形和同心圆复合形结构。利用LS-DYNA有限元数值模拟软件对预制破片断面结构进行了动力学分析和结构优化。结果表明:预制破片加强筋之间的外壁上发生了较大变形,距离加强筋越近的位置变形越小。增加加强筋数量和将加强筋沿冲击载荷方向排布利于提升预制破片外壳的整体刚性,井字形断面结构在非径向爆炸载荷时抗爆强度较好,同心圆复合形断面结构抗损伤性能较好且易于加工成形。综合考虑性能和重量条件,采用5片加强筋径向布置、内圆直径Φ3.6 mm、壁厚0.22 mm的同心圆复合形圆柱预制破片结构刚度较高、质量较轻且利于生产制造。