圆柱形钨破片撞击铝靶时的跳飞临界角

采用理论计算、数值模拟与实验相结合的方法,研究了直径5.7 mm、长6.7 mm的圆柱形破片以800~1 200 m/s的速度撞击2~10 mm厚铝靶时的跳飞特性。建立了破片斜侵彻有限厚靶板的跳飞临界角理论模型,计算得到破片跳飞临界角与破片入射速度、靶板厚度的关系,并与模拟值、实验值对比,三者吻合较好。结果表明:破片撞靶速度相同时,随着靶板厚度的增加,破片的跳飞临界角减小。靶板厚度相同的情况下,在所计算的速度范围内,入射速度越大,破片跳飞临界角越大。速度在800~1 200 m/s时,破片撞击2 mm厚靶板的跳飞临界角为81°~81.25°;撞击4 mm厚靶板的跳飞临界角为72.5°~76.25°。

双破片撞击充液容器时液体内压力分布研究

为研究双破片作用下的液压水锤效应液体内压力分布。利用ANSYS/LS-DYNA对该过程进行了数值模拟,并进行了试验验证;分析了双破片作用下液体内的压力分布、衰减及叠加效应。结果表明:冲击波前沿和破片头部高压区会分别在两个破片之间叠加,形成叠加波;在轴线方向上叠加压力随着距离的增大逐渐减小;在径向方向上,破片运动轨迹线上的压力最大,越偏离此线,压力越小;叠加压力会随着破片间距的增大而减小。

双破片侵彻耦合载荷对容器壁面的毁伤研究

为研究双破片撞击充液容器引起的液压水锤现象对壁面的毁伤,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对该过程进行数值模拟,并进行试验验证。分析破片撞击动能、间距、作用时间间隔对容器壁面毁伤的影响。结果表明:破片撞击充液容器的动能越大,壁面变形越大;当壁面出现裂纹时,变形量增长速度加快;破片撞击点间距对容器前壁面的变形影响较小,对后壁面影响较大;破片撞击点间距越小,壁面变形量越大;壁面变形量随着两破片撞击时间间隔的增大而减小,但时间间隔增大至0. 10 ms时对壁面变形将无影响。

破片冲击起爆屏蔽装药的临界判据

为研究破片对带盖板屏蔽装药的冲击起爆问题,通过理论计算得到等效破片的直径与速度,结合Held判据得到破片冲击起爆屏蔽装药临界判据。用已有的实验数据验证了判据的正确性,并利用AUTODYN软件进行仿真比较,得到不同材料破片的临界起爆速度。仿真结果表明:通过该临界判据计算出的屏蔽炸药临界起爆速度和数值模拟所得结果误差均小于2%,计算结果与实验数据计算结果基本一致。

高速破片撞击充液容器时容器壁面的损伤

为研究高速破片(钨球)撞击充液容器(贯穿前后壁面)时容器壁面的毁伤情况,利用ANSYS/LSDYNA对该过程进行了数值模拟,分析了破片撞击动能对充液容器前后壁面毁伤程度的影响,并进行实验验证。结果表明:高速破片撞击充液容器形成的液压水锤对充液容器前后壁面的破坏程度可分为3个等级,即前后壁面均未出现裂纹、前壁面没有出现裂纹后壁面出现裂纹和前后壁面均出现裂纹且后壁面呈花瓣式开裂;破片撞击充液容器过程中,前后壁面的最大变形量和前后壁面的裂纹总数随破片撞击动能的增加而增大。

高速侵彻体撞击充液容器形成的液压水锤效应研究进展

受高速侵彻体撞击的充液容器会出现大变形、撕裂甚至解体,这一现象被称作液压水锤效应。将液压水锤效应分成侵彻阶段、冲击阶段、阻滞阶段、穿出阶段和空泡振荡阶段等5个阶段,围绕这5个阶段以及液压水锤效应对充液容器结构的毁伤,阐述了该领域的国内外研究现状。目前液压水锤效应的相关研究还存在着不足,例如,侵彻体动能与初始冲击波的强度的关系及容器前面板和初始冲击波的相互作用;液体域大小和容器结构对空泡的扩展的影响;空泡振荡阶段容器内的压力分布及空泡的形态变化规律。

高速破片撞击充液容器形成液压水锤的试验研究

为研究高速破片撞击充液容器形成的液压水锤效应,设计一套试验装置和测试方法,试验破片撞击充液容器产生空腔的变化过程、液体中不同位置处的压力变化以及前后面板的变形情况。试验发现:破片撞击容器后面板时会出现一圈空化气泡,气泡在后面板内表面从撞击点位置迅速沿径向扩展;液压水锤初始冲击阶段,距离撞击点较近区域在初始冲击波压力脉冲过后会出现一个较大负压,而距离撞击点较远区域不受负压影响;破片撞击速度对容器前面板最大变形影响较小,变形范围随着撞击速度的增大沿撞击点向四周扩展。后面板的最大变形及变形范围都随着破片撞击速度的增大而变大。

含能破片毁伤效应研究现状

相较于常规惰性破片仅以动能毁伤目标,含能破片内含能材料释放的化学能可以提高其对目标的毁伤效果,因此含能破片应用于防空反导技术已成为未来的发展趋势。从试验研究、理论研究、数值仿真三个方面,综述了含能破片毁伤效应的研究情况,分析了目前相关研究的不足,并提出了未来研究含能破片战斗部的几点思考。