新型多线形爆炸成型弹丸战斗部的弹丸成型及毁伤研究

为了简化工艺并提高线形爆炸成型弹丸(LEFP)的成型质量和毁伤威力,设计了一种中心起爆的新型多线形爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部,药型罩具有弧顶厚度小于边缘厚度的特点.通过数值模拟方法计算了弹丸的成型及飞散效应,并对药型罩进行了优化.设计了后翻转形成密实弹丸的战斗部原理样机并进行了静爆实验.模拟结果表明,在中心起爆方式下,药型罩弧顶厚度大于边缘厚度时,药型罩易前翻转形成弹丸;药型罩弧顶厚度小于边缘厚度时,药型罩易后翻转形成密实弹丸.铁材料药型罩的成型效果优于铜材料.静爆试验结果表明,MLEFP战斗部形成的弹丸可贯穿离爆炸中心2.5m处的30mm厚的45号钢板.     

新型多线形爆炸成型弹丸战斗部的弹丸成型及毁伤研究（英文）

为了简化工艺并提高线形爆炸成型弹丸(LEFP)的成型质量和毁伤威力,设计了一种中心起爆的新型多线形爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部,药型罩具有弧顶厚度小于边缘厚度的特点。通过数值模拟方法计算了弹丸的成型及飞散效应,并对药型罩进行了优化。设计了后翻转形成密实弹丸的战斗部原理样机并进行了静爆实验。模拟结果表明,在中心起爆方式下,药型罩弧顶厚度大于边缘厚度时,药型罩易前翻转形成弹丸;药型罩弧顶厚度小于边缘厚度时,药型罩易后翻转形成密实弹丸。铁材料药型罩的成型效果优于铜材料。静爆试验结果表明,MLEFP战斗部形成的弹丸可贯穿离爆炸中心2.5m处的30mm厚的45号钢板。     

环形EFP的形成和侵彻效应

设计了两种可形成环形弹丸的装药结构--环锥形和环球形EFP.通过数值模拟和破甲试验,对环形弹丸的形成和侵彻靶板的特点进行了研究.结果表明,通过使药型罩由中心向外翻转,两种方案都可在0.5～2.0倍炸高范围内形成环形弹丸,侵彻孔径可达1倍装药口径,穿深可达0.3倍装药口径.相对于环锥形EFP,环球形EFP产生的环形弹丸更完整,稳定时间更长,侵彻靶板的效果更好.与普通EFP和环形射流相比,虽然环形EFP的穿深小,但开孔孔径很大,这为串联战斗部的前级装药设计提供了一种新的技术途径.     

基于增材制造的壳-罩一体式周向MEFP战斗部试验研究

为验证增材制造技术在周向MEFP战斗部领域应用的可行性,利用激光选区熔化(SLM)3D打印技术制备了以316L不锈钢为材料的壳-罩一体式周向MEFP战斗部,并开展了仿真和静爆试验研究。结果表明,3D打印316L不锈钢壳体在起爆后可以形成独立的多EFP毁伤元,其速度在1848~2112m/s之间,并能够在1.68m范围内保持完整的形态;受EFP自身速度梯度和药型罩材料延展率低的影响,多EFP毁伤元在2.7m范围外会出现不同程度的破碎;增材制造技术为周向MEFP战斗部的研究和制备提供了一种可行的途径,其打印精度完全能够满足战斗部设计需求,具有十分可观的应用前景。     

贴隔板法形成尾翼型EFP的试验研究及数值模拟

通过合理设计隔板的几何尺寸和炸药的装药量,对在药型罩凸面粘附隔板的方法形成尾翼型爆炸成型弹丸(EFP)进行试验研究.同时利用LS-DYAN对新方法形成的尾翼进行数值模拟,通过数值计算得到了药型罩微元上的压跨速度和压力曲线,从药型罩微元压跨速度变化和药型罩表面爆轰压力变化的角度出发,分析了新方法形成尾翼的可行性.试验与数值模拟结果表明,贴隔板法可以形成尾翼型EFP.     

复合药型罩EFP的形成及数值模拟

设计了两种可形成复合EFP的复合药型罩装药结构,即内层等壁厚、外层变壁厚以及内层变壁厚、外层等壁厚的复合药型罩。通过数值模拟及破甲毁伤实验,对复合EFP的形成和透靶毁伤效果进行了研究。结果表明,两种装药结构都可以形成复合EFP。与内层等壁厚、外层变壁厚组成的复合药型罩相比,内层变壁厚、外层等壁厚形成的药型罩效果更好,其后效毁伤区域更大。与单层EFP相比,复合药型罩形成的EFP对目标的毁伤后效效果更好。     

10号钢和紫铜EFP侵彻性能的数值模拟及实验研究

对10号钢和紫铜材料EFP侵彻对50mm厚603均质装甲靶板的性能进行了研究。应用ANSYS/LS-DYNA软件对两种EFP的成型和侵彻靶板过程进行了数值模拟,分析了两种EFP侵彻性能差异存在的内在原因。结果表明,10号钢EFP的穿深能力小于紫铜EFP,而扩孔能力较为显著,其靶板入口尺寸约为紫铜EFP的1.5倍。认为侵彻性能的差别由材料特性、EFP形状和速度分布引起,而靶板入口大小由尾翼大小决定。     

变壁厚双层药型罩壁厚匹配的数值计算与实验验证

参考变壁厚药型罩和双层药型罩的结构优点,根据能量利用的观点提出了一种新型变壁厚双层药型罩,采用正交实验及AUTODYN有限元软件对药型罩的结构参数进行优化并通过试验进行了验证。数值计算结果表明,在同等装药量下,由变壁厚双层药型罩形成的侵彻体的性能要优于由变壁厚药型罩或双层药型罩形成的侵彻体的性能。与常用的等壁厚单层药型罩相比,射流头部速度增大559m/s,射流质量基本不变,铜的利用率提高了19.1%。由变壁厚双层药型罩形成的侵彻体可以提高战斗部的侵彻能力,同时也有利于节约昂贵的金属材料。     

基于钽球缺药型罩的多模式毁伤元成型规律

为研究钽球缺药型罩毁伤元成型规律,通过爆轰波碰撞理论和马赫高度计算模型分析了起爆半径对毁伤元成型的马赫超压和马赫高度的影响;利用LS-DYNA有限元程序研究了钽球缺药型罩结构参数(内曲率半径、外曲率半径、罩壁厚)对毁伤元成型的影响。结果表明,中心单点起爆可以形成EFP,环起爆半径为0.8倍装药半径可形成杆式EFP;毁伤元速度和密实度与药型罩内曲率半径呈正相关,与药型罩外曲率半径和药型罩壁厚呈负相关,毁伤元长径比与药型罩内外曲率半径以及壁厚呈负相关;在药型罩内曲率半径R1和外曲率半径R2关系为1.04相似文献   

药型罩参数对周向MEFP成型的影响

采用ANSYS/LSDYNA有限元软件数值模拟研究了药型罩参数对周向MEFP成型的影响.通过对成型后的集群EFP性能统计分析,得到药型罩曲率半径、壁厚和口径对周向MEFP成型性能的影响规律和参数之间的合理匹配关系.结果表明,在爆炸载荷作用下,周向MEFP装药形成的中间层EFP速度明显大于边缘上下层EFP速度;而且当药型...     

EFP对有限厚45#碳钢板侵彻实验研究

采用脉冲X光摄影技术获得EFP的着靶速度及穿靶后靶后的残体和破片速度;利用锯末桶回收穿靶后的靶后残体及破片,获得EFP弹丸穿靶后的剩余动能;分析了EFP对有限厚45#碳钢靶的破坏现象和侵彻规律.通过对试验结果的数据处理,获得EFP对有限厚45#碳钢靶极限穿透速度的经验公式.该公式的建立对于新型EFP战斗部的设计以及进行EFP战斗部威力考核都具有重要意义.     

Design and implementation of a high-velocity projectile generator

An explosively formed projectile (EFP) is designed as a high-velocity projectile generator to be used in a field test in which an equivalent fragment impacts on an equivalent tactical ballistic missile warhead. The formed slug of the EFP is ≈45 g and has a velocity of around 2500 m/sec. EFP detonation and slug forging are numerically simulated using an LS-DYNA3D finite-element code to optimize the design parameters of the EFP. Tests with determining EFP velocity and mass are performed to confirm the preliminary design and evaluate the EFP performance. A flash X-ray facility is employed to measure the profile and the velocity of the EFP slug. The high-velocity projectile generator developed herein can be used in verifying the lethality of the antitactical ballistic missile warhead against tactical ballistic missile. It is also useful for research of the resistance of military fortifications and nuclear power plant containment structures to penetration. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 43, No. 2, pp. 123–131, March–April, 2007.     

爆炸成形弹丸技术现状与发展

介绍了形成高速、飞行稳定且后效好的爆炸成形弹丸的基本设计准则以及几种形成尾翼的结构设计方法。通过总结现有爆炸成形弹丸技术的实验、数值模拟和具体应用实例．提出了爆炸成形弹丸技术的发展方向和新的应用前景。     

药型罩结构参数对周向多线性爆炸成型弹丸成型及侵彻能力的影响

为了提高周向多线性爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部的毁伤效能,基于瞬时爆轰假设,通过ANSYS/LSDYNA软件对周向MLEFP成型过程进行数值模拟计算,得到线性爆炸成型弹丸(LEFP)的成型效果、飞行速度与药型罩壁厚梯度、最大壁厚及曲率半径之间的关系,并对药型罩的结构参数进行了正交优化,获得了一组使LEFP成型效果最佳的参数组合,对优化后的LEFP飞行速度进行了理论计算,并对其进行了侵彻靶板模拟,验证正交优化结果的准确性。结果表明,当药型罩长度为74mm、壁厚梯度为1.2mm、最大壁厚为2.95mm、曲率半径为131.5mm时,侵彻体成型效果最好。     

环形EFP成型及侵彻过程的数值模拟

在分析环形射流形成机理的基础上,利用LS-DYNA软件对环形EFP的成型与侵彻过程进行了数值模拟.通过对环形药型罩及其聚能装药结构参数的合理匹配,解决了环形药型罩成型翻转过程中的偏斜飞散问题,探索了实用环形EFP工程设计的技术途径.计算结果表明,在0.26倍装药长径比和4倍装药口径的炸高条件下,环形EFP对45号钢的侵彻孔径可达到0.96倍装药口径.     

Research on Feasibility of Several High Density Materials for EFP Liner and Material Selection Criteria

In order to find new kinds of EFP liner materials with high density, W alloys, Ni, Mo, U, and U alloy were selected to be tested. Both liner test and flyer plate test were carried out in experiment, with existing EFP liner materials being testified as reference. It turned out that among the selected materials only Ni was suitable for EFP liner material, other potential candidates fractured to different extent in experiment. The potential reasons of materials’ fracturing under explosive loading were analyzed through different scales in fracture mechanics. Characteristics of a feasible candidate material for EFP liner were discussed through fracture toughness K _IC, impact toughness α _k, damage tolerance d _y, and microstructure mechanics analysis. Finally material selection criteria of EFP liner were presented. The research results are significant in the material selection of EFP liner especially within high density materials, and it can be important guidelines for the researchers to avoid the blindness in research investments and waste in experiments in EFP research field.