轴向预制破片战斗部飞散特性数值模拟

为分析轴向预制破片战斗部的飞散特性,利用LS-DYNA软件模拟轴向预制破片战斗部中心单点起爆方式和多点起爆方式下破片速度及飞散角特征参数并进行试验验证,得到了中心单点起爆和多点起爆方式对破片速度及飞散角特征参数的影响规律。研究表明:相较于中心单点起爆方式,多点起爆方式可以提升轴向预制破片速度,且随着起爆点数增加,破片速度先增加后趋于稳定,起爆点数从2点增加到6点,破片初速提升了21.1%,当起爆点数继续增加,则破片速度不再增益,而起爆点数对飞散角影响较小。

多层预制破片战斗部数值仿真方法及起爆方式影响

为研究多层预制破片的飞散规律,对某结构多层预制破片战斗部的数值仿真方法和爆轰驱动特性进行分析。通过对比流固耦合模型、单层网格模型和小角度模型的适用性,采用侵蚀单面自动接触算法,建立合理的数值计算模型。利用LS-DYNA软件,对单点、对称两点和三点起爆方式下爆轰波传播特性、多层预制破片飞散形态、破片初速和飞散角进行计算和比较。计算结果表明,数值计算模型可以考虑多层破片之间的挤压、摩擦和翻滚效应;对称两点起爆和三点起爆可有效提高预制破片的最大初速和平均初速;起爆点数量增加,密集破片区域飞散角逐渐增大。

预制破片战斗部对巡航导弹毁伤仿真研究

以巡航导弹为目标,在分析和等效目标模型的基础上,建立了预制破片战斗部与目标作用的攻击模型和作用参数,运用LS-DYNA软件模拟和分析了几种引战配合条件下,破片对目标的毁伤效果及速度。通过对比分析,优化各种参数,为战斗部的设计提供依据。

预制破片战斗部爆轰产物泄露数值模拟

预制破片战斗部具有破片质量和形状近似100%可控的优点,但其爆轰产物的过早泄露会影响破片的加速过程.为了分析爆轰产物泄露对破片威力的影响,利用数值模拟方法对某预制破片战斗部的爆轰泄露过程进行了研究,并分析了炸药采用不同仿真算法所得结果与试验的吻合情况.结果表明:端面中心起爆时,爆轰泄露主要发生在周向,对破片飞散形态影响较大;流固耦合算法计算得到的破片速度和飞散角与试验吻合最好,最小平均相对误差分别为1.12%和0.56%;综合计算鲁棒性、计算精度、计算时间等,流固耦合算法较适用于爆轰产物泄露的研究.

预制破片战斗部安全距离试验与数值仿真研究

为了分析战斗部结构、装填破片质量2种因素对预制破片战斗部安全防护距离的影响,运用连续-离散耦合计算程序构建了聚焦结构、平行结构、飞散结构战斗部及装填不同质量破片的战斗部模型,结合特定的材料方程与状态方程,对破片飞散全过程进行了数值仿真,验证了静爆数值仿真的可靠性。研究结果表明:我国现行标准对于战斗部安全距离的规定过大。预制破片战斗部安全距离受装填破片质量的影响较大,而战斗部结构对安全距离影响相对较小,安全距离与破片质量大小呈正相关性,研究结果对预制破片战斗部生产、储存的安全防护具有参考价值。

传爆管偏置对子弹预制破片战斗部威力的影响

为了给弹药总体和引信传爆序列设计提供参考,以某中型盘状子弹为对象,通过破片初速理论计算和ANSYS/LS-DYNA仿真,并结合试验,得到了传爆管不同偏置距离下子弹战斗部预制破片初速各向分布。结果表明：与中心传爆系统相比,偏心传爆系统离传爆管远的破片初速较高。随传爆管偏置距离增加,同一周向破片间初速差异变大。传爆管偏置9 mm时破片初速增益为-7.28%～8.28%,对子弹战斗部破片杀伤场轴对称性影响不大,因引信安全性设计所需的传爆管偏置结构可行。

预制破片战斗部冲击波超压的数值模拟

为了分析不同层数预制破片战斗部的冲击波超压值,讨论了超压与破片层数、炸距的关系,计算了单层和多层预制破片战斗部在静止和运动爆炸时冲击波超压的大小和分布规律,其结论对于飞机结构战伤仿真、预制破片战斗部的设计优化等具有一定的参考价值.

V形刻槽预制破片战斗部爆炸仿真研究

利用SOLIDWORKS、ICEM建立预制破片战斗部有限元模型,通过AUTODUN对战斗部爆炸加载及破片飞散过程进行仿真研究,提出了V形刻槽预制破片槽口处有限元划分方法,获得了V形刻槽式预制破片的速度、飞散角等参数;仿真结果与试验结果一致。

关于预制破片战斗部杀伤威力评定的探讨

为了准确、合理地处理静爆威力试验数据,并把它转换为动态(即考虑射击或飞行条件下战斗部着速、落角和炸高等因素)杀伤面积,本文采用三次样条插值,把球形靶试验所得破片分布的离散数据变换为解析表达式,这样,由静态到动态的转换可用专门程序在计算机上进行处理.省去了作图和手工计算的烦琐,提高了数据处理精度和效率。现有程序适用于预制破片战斗部. 根椐静爆威力试验数椐,利用本文提供的方法和程序,可计算出战斗部动态杀伤面积并绘制等杀伤概率曲线,以此评定战斗部效率。

柱状装药预制破片缩比战斗部爆炸冲击波和破片的作用时序

针对柱状装药的周向预制破片战斗部,结合无量纲分析方法和爆炸驱动理论,确定了影响破片和冲击波相遇位置的关键参数,给出了由缩比战斗部推广预测原型战斗部爆炸产生的破片冲击波作用时序的方法。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,对比验证了理论分析和数值试验结果,分析了战斗部缩比比例对冲击波和破片作用时序的影响。结果表明:缩比模型与原型战斗部爆炸产生的破片和冲击波的相遇位置之比和相遇时间之比主要取决于两模型的质量比,在不考虑破片速度衰减时,两模型中载荷相遇位置之比和相遇时间之比等于其质量比的0.33次方。受破片速度衰减影响,该方法仅适用于质量缩比不小于0.2的模型。

一种离散与预制组合破片战斗部的数值模拟

离散与预制组合破片战斗部的杀伤元为圆弧杆破片与球破片,破片的不同形状和不同参数都影响战斗部的杀伤效果。运用ANSYS/LS-DYNA对该战斗部进行了数值模拟。分析了破片的错位排列和不同形状对战斗部爆炸形成破片的速率及形成破片的空间状态的影响。模拟结果表明:圆弧杆破片的平均速率最大,球破片平均速率最小;由于破片的错位排列及形状的不同使战斗部爆炸在有限的时间内任一时刻破片形成连续的不同半径杀伤环的空间分布,即形成了类似于大碗倒扣在小碗上的"体"杀伤。模拟结果可为战斗部的设计提供有益的参考。

内衬结构对活性破片高速驱动影响规律研究

为实现活性破片在高速驱动下的完整性,研究内衬结构对活性破片高速驱动的影响规律。根据能量守恒定律建立了考虑内衬伸长率的破片初速计算模型,选择2A12铝、20号钢与20号钢/芳纶复合结构三种内衬,基于物态方程分析了内衬与破片接触面上的界面压强,设计了2A12铝和20号钢/芳纶复合结构内衬战斗部方案,通过静爆试验对活性破片破碎情况及计算模型进行了验证。结果显示:20号钢伸长率较2A12铝提高了145.83%,20号钢/芳纶复合内衬战斗部较2A12铝内衬战斗部装填比降低了14%,破片初速提升了10.85%;所建立模型的计算结果与试验吻合较好,计算精度较现有模型提高了8%以上。基于试验结果和理论分析,表明20号钢/芳纶复合内衬实现了对活性破片2 300 m/s以上速度的爆炸完整驱动。