基于数值模拟方法的中心起爆战斗部破片动态飞散特性研究

针对中心点起爆方式战斗部破片毁伤区域的预测问题,以破片动力学基本方程为基础,同时考虑破片速度沿战斗部轴向变化以及破片飞散方向等影响因素,采用数值模拟方法对战斗部破片在不同时刻、不同工况破片速度与破片空间分布的动态飞散特性开展研究。研究表明:破片动态飞散场呈现对称于弹体纵轴的空心锥结构;随着飞散时间的增加,破片径向速度逐渐减小,飞散半径逐渐增大,破片场形状则由弧形向U形转变;并且对于质量8 g的立方体破片,当破片飞散46.5 ms后,对轻型装甲目标仍具有毁伤能力;破片初始飞散速度相同,增大破片质量可以提高破片场的飞散范围,增强破片存速能力。该研究成果可为目标高效毁伤以及引战一体化设计提供依据。

中心起爆聚焦离散杆战斗部杆条初始飞散姿态控制研究

文中旨在提出可工程应用的中心起爆聚焦离散杆战斗部杆条初始飞散姿态控制模型,通过典型中心起爆离散杆战斗部地面试验现象,给出中心起爆聚焦离散杆战斗部杆条微元的速度计算模型,并对杆条两端的速度分解,推导了杆条旋转到与战斗部轴线垂直时的飞行距离计算模型,然后与试验值进行了对比分析,验证了该计算模型的可行性,为中心起爆离散杆战斗部设计提供参考。

中心起爆战斗部简易传爆装置

针对目前一些中心起爆战斗部对于降低成本的需求,研制了一种低成本简易传爆装置。该传爆装置通过使用双路并联无包覆切割导爆索的方法来满足在低成本条件下可靠起爆战斗部的目的。仿真和试验结果表明:该传爆装置在有限的体积下可靠的实现了中心起爆战斗部的目的,可以满足一些中心起爆战斗部对低成本传爆装置的需求。

周向六线起爆下杀伤战斗部的破片飞散特性

为简化起爆结构,提高引战系统可靠性,采用定向战斗部已有的周向六线起爆方式替代中心起爆,基于流体动力学理论对周向六线起爆下爆轰波的碰撞进行了理论分析,采用LS-DYNA进行了数值计算,并开展了战斗部样弹静爆试验。结果表明,相较于中心起爆,周向六线起爆条件下破片加速历程与其所在周向位置存在关联,并出现二次加速现象;在相邻起爆点对称面附近产生马赫爆轰波,局部压力可达44.2GPa,并在战斗部中心汇聚,中心处压力可达100GPa以上;轴向多点起爆改善了端面稀疏波的影响,破片速度得到提升,轴向破片速度一致性明显提高;破片飞散初速数值计算与试验结果误差在8.1%以内,不同区域破片初速增益可达4.6%~9.9%。表明周向六线起爆模式是替代定向杀伤战斗部中心起爆模式的有效途径。

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益，运用LS—DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟，模拟结果与试验结果吻合。结果表明．与中心起爆相比，在与起爆位置相对的方向上，偏心起爆战斗部增益区的破片速度明显增加，最大增益可达10．7％。引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度，方位角在0°～180°方向上，破片的速度呈递增趋势。

消除爆炸焊接中心不结合区的实验研究

从理论上分析了消除爆炸焊接中心起爆中心不结合区的可能性 ,并分别采用中心起爆和边缘起爆对SA2 6 6 - 30 4爆炸焊接复合板的结合界面及地基下应力进行了对比测试 .实验结果表明只要合理选择装药参数 ,采用中心起爆可获得最佳的焊接界面 .

偏心起爆战斗部随机破片数值仿真

利用AUTODYN-3D软件和基于Mott破片分布理论的Stochastic随机破碎模型,对破碎型偏心起爆战斗部的破片形成进行了三维数值模拟,对比分析了3种起爆方式下自然破片的飞散特性以及偏心起爆时不同起爆半径随机破片的飞散特性。结果表明:偏心单点和偏心多点起爆在目标区域产生的破片数比中心点起爆分别提高了37.12%和62.86%,且破片质量小,破片的利用率可以提高4.01%～6.08%;偏心单点和偏心多点起爆的平均速度增益为25.95%和28.37%;对于偏心起爆,随着起爆半径的减小,目标区域的随机破片数减小,轴向速度和径向速度也随之减小。

复合板爆炸焊接的失效分析

用化学成分分析、力学性能测试及显微组织观察等手段,分析了复合板爆炸焊接失效的原因。结果表明,由于间隙中气体未能全部排出,造成复合板结合面积率低;基板边缘翘皮现象系爆炸焊接的边界效应,是爆炸能量过大引起的伤裂现象。针对失效问题提出了相应的改进措施。