药型罩几何参数对新型聚能战斗部侵彻能力影响规律研究

为提升聚能装药战斗部的侵彻能力,提出了一种隔板-药型罩贴合式聚能装药结构。为探究药型罩结构参数对射流头部速度及射流侵彻能力的影响规律,采用LS-DYNA有限元软件对隔板-药型罩贴合式聚能装药结构进行数值模拟分析。研究结果表明:射流的极限侵彻深度随药型罩圆柱部宽度的增大先增高后降低,随药型罩圆柱部高度的增加而增高。在炸高为2.5倍装药直径的情况下,药型罩圆柱部高度为14 mm,圆柱部宽度为18 mm可以实现最优侵彻效果,对45#钢靶的极限侵深为478.1 mm,触靶速度可达13650 m/s。

间隔靶对射流侵彻能力影响极限的实验研究

利用实验方法对间隔靶影响射流侵彻能力的极限值进行了确定。通过实验,获得间隔靶间隔值与射流侵彻深度的关系曲线,得出间隔靶对射流侵彻能力的降低极限为5.5%左右,即当间隔靶间隔值为最不利于射流侵彻的间隔值时,每个间隙使射流的侵彻能力下降5.5%左右。通过对实验现象的观察,发现射流在间隔靶之间的飞溅是降低射流侵彻能力的一个主要因素。

热处理对弹体材料侵彻能力影响的分析

为研究不同热处理条件下弹体材料对靶体的侵彻能力。以退火态与淬火加回火2种热处理状态的35Cr Mn Si作为研究对象。对2种热处理状态的35Cr Mn Si开展静态力学实验及金相分析,通过弹道冲击Q235A钢板实验掌握不同冲击速度下35Cr Mn Si的失效行为。结合Autodyn-2D有限差分程序,对弹道实验结果进行验证,二者具有较好的一致性,并利用仿真外推弹道实验结果。结果表明:在0~850 m/s范围内,淬火回火态对5 mm Q235A钢板的侵彻能力强于退火态;当侵彻速度大于850 m/s时,淬火回火态弹体发生脆性断裂,易发生弹体失稳。

一种基于侵彻能力和散布均匀性的斜向破片式战斗部设计

为了实现破片对高速运动小目标的斜向高效、均匀侵彻,根据爆轰波传播特点和爆炸驱动理论,设计了一种斜向破片式战斗部。以2 mm厚Q235钢板为目标,借助于数值模拟和试验考察分析了战斗部结构、起爆方式等对破片侵彻能力和散布密度、散布均匀性的影响。结果表明:破片在52. 3度斜向角内对2 mm厚的Q235的穿透率达96. 6%,破片在该方向范围内散布均匀,三点起爆方式更有利于提高破片散布均匀性和速度一致性。

药型罩预加热对聚能射流侵彻能力的影响

从理论上分析药型罩预加热对聚能射流侵彻能力的影响,对塑性断裂的聚能射流而言,预加热药型罩可以有效增加射流长度从而提高其穿深。通过计算结果与实验数据的比较得出限制药型罩预加热参数的两个方面:炸药热爆炸的可能性及聚能射流的过度软化导致由塑性断裂转变为体积性破坏,并得到预加热药型罩提高聚能射流侵彻能力的绝对上限。

基于LS-DYNA的玻璃钢复合板抗侵彻能力分析

玻璃钢复合板作为某便携式野战库房的主体材料,其抗侵彻能力始终是库房设计研制过程中需要重点关注的问题;利用破片侵彻相关理论,建立玻璃钢复合板、子弹和手榴弹弹片的仿真模型,通过LS-DYNA进行模型网格划分、施加载荷和边界条件,对玻璃钢复合板抗侵彻能力进行有限元分析;结果表明:材料强度能够满足库房的相关战技术指标要求。

B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力进行了数值模拟,对比分析了数值模拟结果与试验结果之间的异同,数值模拟结果表明采用Johnson-Cook本构模型能够较好地模拟金属类延性材料在强动载荷作用下的物理力学特性.进一步采用数值分析方法对不同厚度的B900FD-1型防弹钢板进行了侵彻模拟,得到了500 m/s子弹撞击速度下钢板的极限设计厚度.

刻槽式多爆炸成形弹丸对双层有限厚钢靶侵彻能力及后效研究

应用ANSYS/LS-DYNA软件研究了刻槽式多爆炸成形弹丸(MEFP)对双层有限厚钢靶侵彻能力及后效,得到了刻槽式MEFP战斗部对双层有限厚钢靶侵彻及后效的效果图。结果表明:装药长径比对弹丸成型后的形状影响较小,刻槽深度对弹丸成型后的形状影响显著;其他条件不变时,药型罩厚度增加使弹丸轴向速度减小,进而增加了药型罩侵彻时的侵蚀量,因此从侵彻深度角度考虑,药型罩厚度存在最优值;从整体看,刻槽深度较浅的战斗部后效较好。计算结果与试验结果基本一致。

辅助药型罩材料对超聚能射流成型和侵彻能力影响的仿真研究

以经典截顶型超聚能射流药型罩为研究对象,通过调整辅助药型罩的材料,对不同情况下超聚能射流成型及侵彻混凝土过程进行数值仿真,探索不同辅助药型罩材料对超聚能射流成型和侵彻混凝土能力的影响规律。结果表明:辅助药型罩与主药型罩的材料存在最佳介质阻抗匹配关系;最终的混凝土靶板侵彻深度与超聚能射流速度和连续性密切相关。

计及弹型对防弹钢板抗侵彻能力的数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对B900FD-1型防弹钢板抗侵彻能力进行数值模拟。对比数值模拟结果与试验结果,表明采用塑性随动强化模型和Johnson-Cook模型能够较好地模拟子弹对金属类延性材料的侵彻能力。进一步采用数值分析方法分析了弹型、弹速及弹的长径比对钢板的侵彻能力的影响。

带隔板线型聚能装药侵彻能力的正交优化

为了获得带隔板线型聚能装药最佳的结构参数,采用正交优化设计的方法,研究了药型罩楔形角2α、壁厚δ、装药高度H、隔板宽度a、隔板楔形角2β5个因素对线型聚能射流的影响,选取L25(55)正交优化表,利用LS-DYNA软件进行仿真计算,得到了5个因素对射流最大速度和射流长度影响的主次顺序,描述了各因素对射流两个指标的影响规律,获得了最佳的结构组合a3-2β2-H5-2α4-δ4。实验证明,该装药结构对钢靶的侵彻深度大于1倍药型罩口宽,提高了线型聚能装药的切割能力。

多孔泡沫金属抗侵彻能力研究

对泡沫金属材料的动态力学性能及抗侵彻能力的研究成果进行了综述.描述了冲击载荷作用下的变形机理,并分析了影响其抗侵彻能力的主要因素.最后对泡沫金属材料的研究趋势做出展望.

美军某型钻地弹侵彻能力数值模拟研究

利用有限元计算软件 LS—DYNA3D 对 GBU—28钻地制导炸弹以不同速度侵彻混凝土靶板进行数值模拟,分析了弹体对混凝土靶板的侵彻过程、弹体材料、侵彻初速度等问题,通过研究发现 GBU28钻地弹的弹体材料力学性能与 S—7工具钢相近,侵彻初速度可以达到1200m/s 以上。

基于神经网络的长杆弹侵彻能力预测模型

装备毁伤效应快速评定与预测,一直是装备使用人员、战场抢修人员所关注的重要问题,针对上述问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对钨合金长杆弹侵彻中厚钢靶板全过程进行了数值模拟并进行了详细分析,同时通过均匀试验与数值仿真得到了弹体侵彻钢靶板的终点效应样本数据,然后利用BP神经网络对样本数据进行训练,从而构建了不同速度钨合金长杆弹侵彻不同厚度钢靶板后的剩余质量与剩余动能预测模型,实现了对钨合金长杆弹毁伤效应的快速预测,预测结果较为理想,为装备毁伤效应快速评定提供了基础。

铝铜厚度比对复合药型罩侵彻能力影响的计算研究

为了将复合聚能罩从兵工领域引入到民用爆破工程,基于工业用火工品特点,研究了材料廉价易得、制作工艺简单的定厚度比铝铜双层复合药型罩。制作时,在炸药与铜罩(内层罩)之间配置一层阻抗低于铜的铝罩(外层罩),便能提高炸药能量利用率。通过数值模拟计算了不同铝铜厚度比射流的侵彻过程,发现射流头部速度随铝铜厚度比提升而增加,而侵彻深度随铝铜厚度比的增加呈先增后降的趋势,铝铜厚度比为3时获得最佳侵彻深度。铝铜厚度比小于5时,侵彻孔径变化较小。

影响环形聚能装药侵彻能力的单因素分析及正交优化设计

针对环形聚能装药不同于传统聚能装药的成型和侵彻规律,首先,开展了药型罩锥角、药型罩厚度、装药高度及炸高4个因素对环形聚能装药侵彻能力的影响规律的单因素分析;然后,对环形聚能装药的结构进行了多变量联合正交优化,得到了4个因素的最佳参数组合,并给出了各因素影响环形聚能装药侵彻能力的主次顺序。研究结果表明,在各因素取值范围内,药型罩锥角对侵彻深度的影响最显著,而药型罩厚度、装药高度及炸高的影响相对较小。在此基础上,对药型罩锥角进一步优化,最终优化方案的侵彻深度可达0.94倍药型罩口径,与初始方案相比,提高约43%。

贫铀穿甲弹头部参数对均质装甲侵彻能力的影响

试验结果表明，在弹形和质量基本相同的情况下，钨头铀体杆式穿甲弹比整体铀合金杆式穿甲弹穿透相同均质装甲的极限穿透速度要小。文中就此试验结果对铀合金杆式穿甲弹侵彻均质装甲的过程进行了分析，说明＂钨头＂在开坑阶段起到重要作用，为今后铀合金杆式穿甲弹的结构优化设计提供了一个新的技术途径。

W骨架/Zr基非晶合金复合材料破片侵彻能力与后效研究

将W骨架/Zr基非晶合金复合材料破片装入弹体制备成预制破片弹丸,并进行实爆试验,研究W骨架/Zr基非晶合金复合材料预制破片侵彻靶板的能力,以及预制破片贯穿靶板后对棉被、油箱的引燃能力。结果表明:制备的W骨架/Zr基非晶合金复合材料密度大、强度高,爆炸完整性和侵彻能力能够满足作为榴弹预制破片的要求;W骨架/Zr基非晶合金复合材料破片侵彻过程中自身变形是影响侵彻能力的主要原因之一;W骨架/Zr基非晶合金复合材料预制破片侵彻和贯穿靶板的过程中伴随着强烈的爆轰,当穿透率足够高时,预制破片的爆轰作用能够引燃靶后的棉被和油箱。

提高弹丸侵彻能力的一种改进设计

阐述了影响弹丸侵彻效果的一些主要因素,研究了弹丸落角的改变对侵彻能力的影响,提出了一种设计:在弹尾加装侧面排气弹和触发引信以纠正弹丸落角。所作的设计对提高弹丸的侵彻能力具有指导意义。

舰船动力管路抗侵彻能力仿真分析

针对舰船动力管路在战时可能遭受反舰武器爆炸产生的高速破片侵彻致伤的情况,基于非线性有限元仿真,模拟平头、尖头和球头等3种形状破片模拟弹以不同初速度和不同侵彻角度侵彻动力管路的过程和损伤机理。结果表明:3种破片对动力管路的穿甲能力由弱到强依次为平头形破片、尖头形破片和球头形破片,球形破片对动力管路的威胁最大。尖头弹撞击之后,靶板呈花瓣型开裂;球头弹撞击之后,靶板呈蝶形变形,但没有花瓣撕裂现象;平头弹在侵彻过程中以剪切冲塞为主。当模拟破片弹斜侵彻动力管路时,会出现明显的弹道偏转现象。低速撞击会发生跳弹;高速撞击会导致管道表面形成一条长条形撕裂口,相比垂直侵彻动力管路工况,破片对管路造成的损伤更严重。随着破片侵彻角度的增加,弹道偏转出现得越早,对动力管路的撕裂开口损伤越大。研究结果可为舰船动力管路抗侵彻能力分析和预报以及战时应急处置对策制订或被动防护设计等提供参考。