一种球锥结合药型罩石油射孔弹研究

设计了一种球锥结合药型罩石油射孔弹,在半球形主药型罩基础上增加了锥形前驱罩结构,利用ALE方法,模拟了药型罩材料为铜,锥角角度分别为30°、35°、40°、45°和50°时对其射流的速度和形状、射流头部速度和杵体质量的影响,并与半球形药型罩模拟结果进行对比。结果表明前驱罩锥角40°比锥角30°射流速度降低了26%,直径提高了8.1%,锥角40°比锥角50°射流速度提高了4.1%,直径降低了3.4%。前驱罩锥角为40°和50°的球锥形药型罩的射流头部速度比半球形药型罩分别提高了25%和20%,直径分别提高了2.6%和6.1%。试验结果与模拟结果大致相符,为大孔径、深穿孔石油射孔弹的设计开发提供了一定的参考。

大孔径石油射孔弹性能的实验研究

在实验的基础上 ,以 Φ2 4 mm大孔径石油射孔弹为研究对象 ,从药型罩、炸药的种类二个主要方面进行了实验研究。为大孔径射孔弹的设计开发提供了一些基础数据。

粉末药型罩石油射孔弹侵彻性能的数值模拟

根据石油射孔弹的实际结构和几何尺寸,运用ANSYS/LS-DYNA2D非线性动力学有限元分析软件,基于自适应网格方法,对孔隙率为11.53%的铜药型罩射流形成和打靶过程以及聚能射流头部速度进行详细描述和分析,并对密实铜药型罩射流形成及打靶的过程进行了数值模拟。对比分析粉末药型罩和密实药型罩侵彻靶板的形貌,结果表明:孔隙率为11.53%的药型罩打靶在穿深、孔径两方面均表现出了更好的侵彻特性。

铋在石油射孔弹药型罩中的作用

铋是一种声速不高 ( 1 771km/s) ,密度适中 ( 9 8g/cm3)的低熔点材料 ( 2 71 4℃ )。传统的石油射孔弹是铜钨基药型罩 ,在其配方的基础上 ,添加适量的铋 ,可以明显提高石油射孔弹的穿深、增大孔径 ,还能有效地抑制孔道的不规则程度 ,提高产品的稳定性。通过对比实验和理论分析 ,探讨了铋在药型罩成型、射流形成和拉伸以及穿靶各个阶段的作用。提出了含铋的药型罩形成的射流处于固液混合态的观点 。

具有前驱罩石油射孔弹研究

聚能装药结构能降低喷口对射流的影响,从而达到更好的侵彻效果。主要从药型罩结构和药型罩材料两方面对石油射孔弹进行了试验研究。选取在射孔弹内使用前驱药型罩和主药型罩相结合的结构,使射孔弹爆炸时形成初始速度非常高的前驱射流,为随后的主射流打开一个环形通路,从而达到大孔径、深穿孔的目的,为大孔径、深穿孔射孔弹的设计开发提供了一些基础数据。

变壁厚石油射孔弹聚能射流形成的影响因素分析

为研究药型罩锥角、壁厚等对石油射孔弹聚能装药引爆形成的聚能射流影响,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,采用ALE方法对变壁厚石油射孔弹聚能射流的形成过程进行了模拟分析,得出型罩结构与射流头部速度的关系。研究结果表明,药型罩锥角越大,射流速度越小,形成的杵体长度相比于射流的长度也越小;同锥角药型罩壁厚越小,聚能射流的形态发育得越好,药型罩壁厚越大,射流速度越低。

多工位压制技术在石油射孔弹合压中的应用

1次成型压装法合压成的石油射孔弹成型压力高,不仅有爆炸的风险,而且无法将炸药的能量最大限度地应用在射流的形成和发展上,增加了炸药爆轰能量的浪费。为此,研究了石油射孔弹多工位压制技术。该技术成型工艺利用1台多工位液压机(通常是4工位或2工位配合1个气动转盘)进行石油射孔弹合压生产,可以使石油射孔弹成型压力降到常规成型压力的25%～30%;使炸药在壳体内更加合理地分布,将炸药的爆轰波形调整为最有利于驱动粉末药型罩的波形状态,从而提高炸药的利用效率和调整射流结构。这一工艺的实施,使得高密度低强度的粉末药型罩配方能够顺利地投入生产,为新型射孔弹的研究和生产提供了有力的技术支持。

石油射孔弹数值仿真系统研究及其在大孔径药型罩配方优化中的应用

随着计算机技术与数值模拟技术的发展，采用Euler算法的LS—DYNA3D程序不仅可以模拟射流的形成过程，还可以很好模拟射流的开坑和侵彻，并且具有很好的计算精度和速度。介绍了射孔弹数值仿真系统的研制，利用此系统对大孔径药型罩配方进行优化，仿真结果与实验结果符合较好。

石油射孔弹合压中的多工位压制技术

对石油射孔弹进行合压成型我们过去采用单次成型压装法,虽然相对容易操作,但效率低,安全性低,同时也不能把炸药产生的能量最优发挥,造成了不小的损失。因此,对多工位压制技术进行了深入的分析探讨。该技术的落实,有效地促使具有密度大强度小性质的粉末药型罩配方可以成功投产,有效地促进新型射孔弹在科研领域、生产领域的发展。

石油射孔弹数值模拟软件研究

石油射孔弹是一种特殊的聚能装药。采用综合设计法——理论分析、数值模拟及实验的方法研制石油射孔弹，是国内外公认的有效而实用的方法。数值模拟由于周期短、成本低、安全有效，越来越受到国内外射孔弹设计部门和生产厂家的重视。

环氧胶黏剂在石油射孔弹架中的应用

根据石油射孔弹架的功能和使用环境的特殊性，综合分析了弹架主要成分环氧胶黏剂应满足的性能指标，探讨了环氧树脂的改性，全面介绍了配方实验结果和在弹架中应用的地面模拟实验结果。

基于有限元法的石油射孔枪弹间干扰研究

石油射孔弹顺序起爆后,弹间冲击波相互作用是一个高度非线性的力学过程。基于有限元法对这一过程进行显式动力分析,由计算结果得知,高孔密射孔枪弹间干扰产生的主要原因是下位弹在不对称的压力场起爆。设计的不同孔密和不同爆速的导爆索两种情形的爆轰试验结果表明,弹间间距越小(即孔密的增加),弹间干扰越严重;随着导爆索爆速的降低,下位弹射流头部质量集中的"中间"偏转角度增大,上位弹对其干扰越明显。以上结论可用于高孔密射孔枪的优化设计。

热压烧结型石油射孔弹药形罩的配方优化

介绍了一种制备石油射孔弹药形罩的新方法，采用粉末冶金热压烧结工艺制备石油射孔弹药形罩，并对药形罩的配方进行优化。试验结果表明采用该工艺制备的石油射孔弹药形罩品质较好。

射孔弹聚能射流侵彻钢靶的数值仿真与实验分析

应用ANSYS/LS-DYNA3D显式非线性有限元软件,采用ALE多物质算法对某型石油射孔弹装药结构下聚能射流形成、侵彻钢靶过程进行了数值模拟及分析,并与实验数据作了对比。结果表明,数值仿真与实验结果均值间的穿深误差为8.31%,孔径误差为15.16%,这完全满足设计需要,为今后数值计算在射孔弹装药结构优化设计方面的应用提供了参考依据。

流动温压成形射孔弹药型罩的研究

采用一定比例的粘结剂并尝试利用流动温压成形结合熔渗制备射孔弹药型罩。通过改变钨(W)骨架中Cu粉类型(雾化Cu粉,电解Cu粉,超细Cu粉)、粘结剂添加量和成形温度,考察不同工艺参数对杯状试样的密度分布影响,获得流动温压成形药型罩钨骨架的最佳工艺。结果表明,添加了超细Cu粉和35%(体积分数)粘结剂的混合粉末在55℃时成形的钨骨架孔隙分布最均匀,该骨架在1 200℃熔渗30 min后,密度分布均匀,整体密度达到15.4 g/cm3(相对密度99.0%)。通过该工艺制备的127型射孔弹在大庆检测中心检测,API RP19B标准混泥土靶穿深达到1 433 mm。

粘结制粒复合粉末应用于射孔弹药型罩压制的研究

根据射流破甲流体力学,提高药型罩整体密度和密度分布均匀性能够提高药型罩的质量。研究采用粘结制粒在旋转压制方式下制备出W-Cu复合粉末应用于药型罩压制,能够有效提高药型罩密度,改善密度分布均匀性。实验结果表明,复合粉末罩较传统粉末罩在穿深水平上平均提高了12%,稳定性平均提高5%。

聚能药柱与药型罩间空隙对射孔弹穿深影响试验探究

以成型装药与药型罩间空隙对各型射孔弹穿深性能的影响为研究对象,通过二次压装工艺控制间隙值大小在[0,5]mm内,应用OriginPro 8.6对试验数据进行处理分析,拟合得到了空隙对射孔弹穿深影响的关系规律曲线与经验公式,提出了分离间隙增大至3.5 mm后穿深出现增加是由于冲击波斜入射药型罩发生了马赫反射的观点。关系曲线对提高定量认识研究对象和控制产品质量具有一定指导意义,经验关系式为存在空隙的射孔弹穿深性能预测提供了计算依据。

基于正交试验法与数值模拟的射孔弹优化设计

以穿深为设计指标,应用正交试验方法以确定聚能射孔弹各结构因素对穿深的影响。选择7个对穿深有影响的参数,用L8(27)正交试验表设计了7因素2水平的正交试验方案。利用LS-DYNA3D对全部情况进行了模拟计算。利用极差法对数值计算结果进行分析,分析得出各因素对射孔弹穿深的影响程度,炸高(G)对穿深的影响最大,为首要因素;罩锥角(A)、药型罩壁厚(B)对穿深的影响很大,次之;装药顶厚(F)及药型罩母线长(C)对穿深的影响较大,再次之;壳体大锥角(E)大于罩顶弧度(D)的影响;得出了A1B1C2D1E1F2G2为最优方案。对优化方案组打靶验证,其穿深数据满足设计指标,可综合应用正交试验设计和数值计算进行射孔弹设计。

钨的SEM、EDS特性对射孔弹性能及生产的影响

文章着重从微观的角度阐述了钨的理化特性对射孔弹性能及生产的影响,提出了钨在射孔弹药型罩上应用的理化指标,进一步证实了球形钨粉和高纯度钨粉对射孔弹性能及生产更为有利。