半穿甲弹侵彻过程中装药安定性数值分析

为了考察某型半穿甲战斗部在侵彻过程中的弹体强度和装药安定性,利用LS-DYNA动力学显式分析软件对半穿甲弹斜侵彻不同厚度的靶板过程进行了模拟,得到了壳体应力曲线和装药压力曲线。结果表明,该结构弹体可以较好的保护内部装药,靶板厚度的增加对装药安定性产生威胁,弹丸发生早炸的临界靶板厚度为25mm。

含裂纹装药缺陷的侵爆战斗部穿甲过程装药安定性的数值模拟研究

为了分析含不同因素的裂纹装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,利用正交试验建立了含9种裂纹缺陷的装药、弹体和靶板模型,并利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的应变能和热分解作用下装药的局部温升情况,从温度角度对含缺陷战斗部的装药安定性进行了分析。模拟分析了裂纹缺陷四个因素对于侵爆战斗部装药的侵彻安定性影响主次,得出了位于卵头部装药区的圆柱状裂纹缺陷对于含缺陷的战斗部装药的安定性影响较大的结论。

含装药缺陷的侵爆战斗部穿甲过程装药安定性的数值模拟

文章分析了含有装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,建立了含缺陷的装药、弹体和靶板模型,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的塑性应变能和热分解作用下装药的局部温升情况,从温度角度对含缺陷战斗部的装药安定性进行了分析,通过模拟不同攻角下弹体的穿甲过程,得出了攻角越大对于含缺陷的战斗部装药的安定性影响就越大的结论,证明了含缺陷装药的装药塑性应变能积累对于装药安定性的影响比较小。

小口径穿甲爆破弹侵彻钢板装药安定性仿真

为了给装药弹丸设计提供参考,运用ANSYS/LS-DYNA软件对某小口径火炮穿甲爆破弹侵彻钢靶板过程进行仿真,得到了弹丸着角、着速和靶板厚度对装药安定性的影响。结果表明:随着着速增大,装药的安全性越来越差;随着着角增大,装药的安定性先变好再变差,着角为70°和80°时装药安定性不如着角0°时,说明大着角对装药安定性不利;靶板增加到一定厚度时弹丸装药不安全。

不同装药工艺对装药安定性的影响

利用大落锤撞击模拟加载装置,对注装、压装、浇注三种装药条件下的不同炸药进行了加载应力试验,并对三种装药工艺进行了地面动态装药安定性打靶试验,试验结果表明,在装药其它条件相同的情况下,压装药相对钝感,其安定性优于注装药及浇注药。

高超音速侵彻混凝土过程中侵彻弹体装药塑性安定性分析

尽管侵彻动力学研究有大量的研究报道,但是主要集中于弹体结构响应和侵彻能力研究,涉及侵彻体内部装药安定性的研究较少,而且没有形成系统的装药安定性理论分析方法。本文根据弹体内部装药的塑性应力-应变本构关系,首次提出了利用弹体结构与内部装药相对位移、摩擦功、热力学原理和热点理论推导的装药热安定性结构设计塑性理论分析方法。研究过程中从空穴膨胀理论出发确定侵彻弹体的响应函数,结合牛顿第二定律,采用有限差分技术获得弹体侵彻过程的轴向阻力和惯性过载。以弹体惯性过载作为装药安定性响应的输入,通过理论分析确定弹体壳体与内部装药界面热影响区内炸药温度上升情况,分析表明:内部装药过载系数、装药长度是影响装药安定性的重要因素,而且热影响区内炸药温度上升沿装药轴线呈现非线性变化。此外,如果装药直径给定,通过计算可以确定热影响区内炸药温度上升的最大值及其发生位置。理论分析结果给出了能够定量描述装药安定性结构设计的物理参数和几何参数,可以作为装药安定性结构设计的重要依据和参考。

超音速侵彻混凝土过程中装药安定性结构设计的动摩擦理论分析

根据侵彻过程中弹体内部装药的弹性变形假设,利用弹体结构与内部装药的相对位移、摩擦功、热力学原理和热点理论,提出了装药热安定性设计的弹性理论分析方法。计算中,侵彻弹体的响应函数从空穴膨胀理论出发;利用弹塑性材料中应力波Hugoniot跳跃条件以及流体力学动量和质量守恒方程,分析了弹体侵彻混凝土过程中的弹体表面径向应力;结合牛顿第二定律,采用有限差分技术,获得了弹体侵彻过程的轴向阻力。通过弹性理论分析,得到了弹体侵彻过程中影响装药安定性的重要设计参数,为装药安定性设计提供了理论依据。

侵彻单层和多层靶时战斗部装药损伤及热点生成机理研究

针对当前钻地战斗部在复杂冲击环境下装药安定性影响机制研究难题,采用裂纹摩擦、孔洞塌缩两种热点生成机制细观模型,开展了侵彻单层和多层两种典型靶板的战斗部装药动态响应、损伤演化及热点生成对比研究。给出了战斗部在单次或多次冲击载荷下装药内热点产生的不同机理,并与战斗部地面装药安定性试验进行了对比。结果表明:相比单层靶,侵彻多层靶时战斗部经受多次冲击及姿态偏转,容易使装药内产生损伤,发生裂纹摩擦或孔洞塌缩进而导致热点产生,多次冲击环境使得装药头部和尾部都为危险区域;通过不同侵彻速度、炸药断裂韧性、初始孔隙率等影响因素对比分析,发现降低应力幅值、减少装药在壳体内振荡次数、提高炸药材料自身强度性能、减少装药初始疵病,均是提高装药侵彻安定性有效手段。

热分析在炸药研制过程中的应用

通过动力学推导,利用热分析方法,从炸药受热分解的角度,提出了一种估算混合炸药贮存寿命的方法;通过对混合炸药起爆机理的分析,提出了判别装药安定性的判据——热起爆临界温度。

谱元法数值模拟约束结构内炸药中应力波的传播

针对高速侵彻类战斗部在侵彻过程中的装药安定性以及在意外事故中的安全性问题,对约束结构内炸药在冲击加载下的应力波传播规律进行了模拟研究。计算了不同侵彻速度下弹体的冲击响应函数,并将具有高精度和低耗散特点的谱元法应用于约束结构内凝聚炸药中的应力波传播模拟;考虑炸药-金属界面的动摩擦特性,计算了冲击加载下由动摩擦引起的装药-壳体界面温升,以及装药内部的塑性功积累。成功地将谱元法应用于凝聚炸药中应力波传播过程的模拟,模拟结果对更准确地评估热点生成机制,以及进行装药安定性分析具有参考意义。