锥罩材料对组合药型罩射流成型的影响

运用非线性动力学仿真软件Autodyn-2D的Euler算法对锥罩的材料对锥罩-球缺罩组合药型罩射流成型模型进行数值仿真。结果表明:铝作为锥罩的材料时,射流侵彻靶板的孔径最大,孔深最小,扩孔能力较好;铜作为锥罩的材料时,射流有效质量最大,射流侵彻靶板的孔深最大,孔径较为均匀,侵彻能力最好。

一种组合药型罩聚能装药战斗部对含水复合结构毁伤的数值模拟及试验研究

为了研究组合药型罩聚能装药战斗部对含水复合结构的毁伤机理,基于LS-DYNA软件的任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)流固耦合算法,对水下组合药型罩聚能装药战斗部侵彻体的形成以及穿靶过程开展研究,采用数值模拟等比例模型对水下组合药型罩聚能装药战斗部对靶板毁伤进行试验验证。研究结果表明,在偏心亚半球缺罩罩顶设计偏心亚半球形罩能够在侵彻体前端形成细长的杆式射流,可以增加整个侵彻体长度和头部侵彻体速度。在穿水和靶板过程中,利用头部杆式射流形成空腔帮助后续侵彻体低阻随进。对靶板毁伤过程的分析发现,与战斗部直接连接的第1层靶板将会受到侵彻体的高速冲击作用和爆炸波沿水介质传播过来的强冲击波联合作用,而随着水层厚度的增加,沿水中传播的爆炸冲击波强度会被迅速衰减,爆炸冲击波对后续靶板的作用变得不明显,主要为侵彻体的冲击作用。最后利用设计的组合药型罩结构开展了试验验证,对比分析了每层靶板的穿孔尺寸,试验结果与数值计算结果符合较好,最大误差小于15%。

不同结构参数对组合药型罩水中毁伤元的影响

组合药型罩形成的毁伤元在水中侵彻能力大大加强,设计一种锥-球组合的药型罩,分析不同结构参数对锥-球组合药型罩形成的水中毁伤元的影响,确定3种不同装药结构分别为锥罩角度、锥罩壁厚、装药长径比进行数值模拟。研究表明,在研究的范围内,当长径比达到1.4以上时,水中毁伤元的头部速度变化不明显;在锥罩角度为56°时,水中毁伤元头部速度最大;锥罩壁厚为2 mm时,水中毁伤元的综合性能表现优异。

不同组合式聚能战斗部对水下目标的毁伤研究

为研究不同组合药型罩聚能型鱼雷战斗部对含水复合结构的穿透性能,建立了聚能装药侵彻含水复合结构的数值计算模型,分析了射流成型过程和穿靶过程。结果表明:圆柱-球缺组合罩相比于其他2种组合药型罩对含水复合结构的穿透性能更好,对后效靶造成的穿深最大。圆柱-球缺组合罩形成的射流长度相比于其他2种组合药型罩分别长10.4%和28.9%,头部速度分别高20.6%和54.3%。侵彻含水复合结构时,圆柱-球缺组合罩形成的水下空腔、水介质径向扩展速度均最小,所以在侵彻含水复合结构后得以保留最大的剩余动能,从而对后效靶造成的穿深最大。合理匹配圆柱-球缺药型罩圆柱部直径d和高度h可提升其对含水复合结构的穿透能力,当d=22 mm、h=16 mm时,圆柱-球缺组合罩可对后效靶取得最大穿深411 mm。结论可为聚能型鱼雷战斗部的组合药型罩选择提供参考。

辅助药型罩材料对组合罩射流成型特性研究

设计了一种带有辅助药型罩的新型圆筒-半球组合药型罩结构,为了得到不同辅助药型罩材料对组合药型罩形成的主射流的影响规律,采用非线性动力学仿真软件Autodyn-2D对其射流成型及侵彻过程进行数值仿真研究。结果表明:当辅助药型罩采用不同材料时,对主射流的性能影响较大,当圆筒材料为钢时,射流对目标的侵彻深度最深;当圆筒材料为尼龙时,射流侵彻孔径最大;当圆筒材料为紫铜时,主射流的速度和长度性能最优。

截顶组合式环形装药结构设计与优化

为提升环形聚能射流的侵彻深度,参考超聚能射流原理设计了一种截顶组合式环形聚能装药结构。用有限元仿真软件Autodyn分别对组合式药型罩及锥形罩的环形射流成型过程进行数值模拟。结果表明:相较于锥形罩形成的射流,组合式药型罩环形射流的头部速度更快,且药型罩利用率更高。用正交优化方法对装药结构参数进行优化得出,主药型罩壁厚为8 mm、辅助药型罩壁厚为6 mm、药型罩截顶比例为0.1、主药型罩锥角为70°时射流侵彻能力最佳。优化后的截顶组合式环形药型罩形成的射流侵彻深度相比于锥形罩提升了7.39%。

双锥结合罩射流特性影响因素的模拟研究

为了消除杵堵,通过对聚能装药进行结构改变,设计出一种锥-锥结合药型罩,上锥罩为铜下锥罩为铝。改变上、下锥罩的长度比例和下锥罩锥角,分析组合药型罩形成射流的规律。研究表明:下锥罩锥角为100°时,随着双锥罩上、下罩长度比增大,射流的连续性好,头部射流速度减小,形成的射流愈稳定;上、下锥罩长度比为2∶1时,随着下锥角角度增大,射流的速度梯度变小,总体能量减小。