结构参数对半预制破片PELE弹丸毁伤性能的影响

为了研究V型槽刻槽角度(θ)、刻槽长度(L)和刻槽深度(H)对半预制破片PELE(HF-PELE)弹丸毁伤性能的影响,运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件数值模拟了HF-PELE弹丸侵彻4340均质钢靶过程。在分析V型槽刻槽角度对HF-PELE弹丸毁伤性能影响的基础上,以V型槽θ、L、H为变量,以破片径向速度为目标函数值,应用正交优化获得了HF-PELE弹丸V型槽结构参数的最优组合:θ=40°、L=8 mm、H=3.5 mm,此时,弹丸的破片最大径向速度最高,为161.82 m·s-1。结果表明:在HF-PELE弹丸结构参数中,H对破片的最大径向速度影响最大,θ次之,L最小。     

半预制破片PELE弹丸效能的数值分析

为研究壳体刻槽长度和深度对半预制破片PELE弹丸效能的影响,对5种不同刻槽长度和不同深度的PELE弹丸侵彻4340钢质靶板的过程进行数值分析。结果表明：半预制破片PELE弹丸比普通PELE弹丸的后效毁伤性能有显著提高;不同刻槽长度的半预制破片PELE弹丸,随刻槽长度的增加,形成破片的最大径向速度变化较小,破片数量减少,形成破片的大小、质量逐渐增加,动能增大,毁伤性能增强;随着刻槽深度的增加,形成破片的最大径向速度显著增加,破片数量增多,但破片的大小、质量逐渐减小,动能减小,毁伤性能降低。     

侵爆战斗部对建筑毁伤威力影响因素分析

为了解钻地弹对建筑物的毁伤效应,对影响侵爆战斗部威力的因素进行分析。构建有限元模型和材料模 型,采用显式动力学软件AUTODYN,计算弹丸以不同速度侵彻、静爆和侵爆对混凝土建筑物毁伤效应,分析不同 速度下弹丸侵爆和静爆的区别,通过不同速度下混凝土建筑顶部裂纹扩展对比,得到数值模拟结果。计算结果表明, 该分析可以为战斗部的设计以及目标防护设计提供参考依据。     

弹丸侵彻冻土实验及仿真

为研究制式弹药侵彻毁伤冻土的过程,进行了弹丸侵彻冻土实验,制备了不同温度的冻土靶板试样并采用56式步枪进行实弹射击试验。实验结果表明：冻土材料具有明显的温度效应,随温度降低,冻土靶板强度显著增强,弹丸在冻土靶板中侵彻深度随之降低;温度对于弹丸侵彻深度与弹道轨迹影响较大,弹丸在常温状态下土壤靶板中翻转现象较为严重,而在冻土靶板中弹丸姿态保持较好,未出现翻转。利用有限元计算软件对弹丸侵彻冻土材料进行仿真计算,分析了冻土温度和含水率对侵彻能力的影响,得到了弹丸侵彻能力与温度和含水率的关系式。仿真结果表明：弹丸侵彻深度随冻土温度的降低而线性降低;冻土含水率的增大先减小后增大。     

爆炸成型弹丸侵彻相似律的数值模拟研究

利用相似理论分析了爆炸成型弹丸侵彻钢靶过程的相似参数,建立了爆炸成型弹丸侵彻钢靶的相似律关系.在此基础上以球缺型爆炸成型弹丸为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA对满足模拟比的爆炸成型弹丸侵彻钢靶的过程进行了数值模拟.数值模拟结果表明,模拟弹与原型弹的成型符合相似律,其对钢靶的侵彻深度也满足模拟比.因此,侵彻相似律在爆炸成型弹丸侵彻研究中是成立的.     

聚能战斗部在防空反导中的毁伤效能研究

为研究聚能战斗部在防空反导中的毁伤效能,介绍等效靶板论证与装药结构设计,给出数值计算方案,并通过AUTODYN软件对3种典型聚能侵彻体以不同角度侵彻等效运动靶板进行数值模拟.结果表明:聚能侵彻体和等效靶板的相对运动影响毁伤效能,存在开坑体积逆向叠加效应,同时聚能射流较易受等效靶板扰动,杆式射流毁伤效果更优,爆炸成型弹丸开口直径更大但穿深不足.     

弹丸头部形状和长径比对侵彻过程的影响研究

为了研究弹丸材料强度远大于靶板材料时,弹丸的头部形状和长径比对侵彻效果的影响.利用LS-DYNA对三种不同头部形状和不同长径比的弹丸侵彻薄板和半无限厚靶板进行数值模拟,分析弹丸头部形状和长径比对侵彻效果的影响.结果表明:圆锥形头部的弹丸在侵彻薄板时能够获得更大的弹坑,并具有更强的侵彻能力,半球形头部的弹丸则在侵彻半无限厚靶板时具有更大的侵彻深度,而长径比较大的弹丸虽然具有较强的穿透能力,但随着长径比的增大,它对侵彻效果的影响逐渐减弱.     

弹丸C RH值对侵彻混凝土深度影响研究

头部形状是影响弹丸侵彻能力的重要影响因素,尤其在高速／超高速侵彻条件下,这一影响更为突出,头部形状CRH值是高速侵彻弹丸设计的重要内容。本文在分析质量磨蚀与CRH关系模型的基础上,基于已有的试验数据,分析了不同速度条件下头部形状系数CRH值对弹丸侵彻混凝土深度的影响特性,获得了弹丸头部形状CRH值对侵彻性能的影响规律,可为高速侵彻弹丸头部形状设计提供参考。     

助推钻地弹侵彻混凝土靶研究

应用助推技术是提高钻地弹侵彻能力的重要手段.该文应用弹丸侵彻混凝土靶理论,对弹丸侵彻混凝土时所受阻力进行分析,得到影响弹丸侵彻阻力的因素,并对助推钻地弹的侵彻运动过程进行研究.分析了不同助推条件下弹丸侵彻混凝土靶的效率,得出助推钻地弹侵彻效率与撞击速度、助推条件的关系.不同的弹丸撞击速度应采用不同的助推方式以提高钻地弹的侵彻深度.     

多点起爆对双层药型罩爆炸成型弹丸成型及侵彻特性的数值模拟研究

起爆方式对双层药型罩爆炸成型弹丸（EFP）成型特征参数及终点毁伤效应具有重要影响。基于双层药型罩EFP战斗部静爆试验结果,利用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元动力学软件研究了起爆点数目对双层药型罩EFP战斗部成型及侵彻特性的影响规律。研究结果表明：当起爆点数目在4～8时,双层药型罩EFP战斗部可起爆成型具有良好空气动力学特性及优良终点毁伤效应的带尾翼大长径比聚能侵彻体;当起爆点数目为6时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体终点毁伤效应的最大侵彻深度达到1.07倍的装药口径,较端面单点中心起爆方式获得侵彻体侵彻钢靶的最大深度提高了32%.     

LEFP侵彻性能研究

使用LS-DYNA动力分析软件建立包括炸药、药型罩、壳体、靶板、空气在内,用以分析LEFP侵彻性能的三维数值模型。通过考察LEFP与靶板的变形特性、侵彻深度和侵彻体速度随时间变化的规律,分析LEFP侵彻靶板的具体过程,并讨论炸高对LEFP侵彻性能的影响。最后,比较试验与数值计算相关结果,两者吻合较好。     

新型复合药型罩结构参数对射流侵彻的影响

为了提高射流的穿孔直径,提出了包含球缺体和截锥体的复合药型罩,通过试验和数值仿真对该复合药型罩进行了研究。利用数值仿真的方法,通过三因素三水平正交设计试验,研究了球缺体外圆母线半径、装药长径比、炸高和壳体对侵彻深度的影响,并进行了线性回归分析。结果表明:数值仿真与试验具有较好的相符性,随着球缺体外圆母线半径的增大,侵彻深度减小; 装药长径比从0.8增加到1.2,侵彻深度变化不明显; 随着炸高的增加,侵彻深度增大; 增加壳体可使入孔直径增大100%以上,侵彻深度下降小于等于20.29%; 球缺体母线半径和壳体厚度是新型复合药型罩中影响侵彻深度的主要结构参数。     

柔性线型聚能切割器的应用研究

从聚能射流形成及侵彻理论出发,总结了影响聚能射流穿深的因素,根据这些因素的分析及工程实际条件,设计并制造了一种铅质外壳柔性线型聚能切割器,对10 mm厚的45′钢板和斜支撑上截取的钢板进行聚能切割实验,发现线密度为158 9·m-1,炸高为2.4 mm的柔性线型聚能切割器完全贯穿45#钢板和斜支撑上截取的钢板;把此种柔...     

超空泡模型对固态介质侵彻及影响因素实验研究

为了获得超空泡模型对固态介质侵彻现象及相关力学特性的影响因素,采用实验方法对侵彻速度、弹头形状、通气等因素进行了研究。实验采用空气炮获得模型侵彻固体介质的初速,利用高速摄像系统获得直观的超空泡生成过程图像,通过图像处理获得侵彻过程运动参数。实验首先在匀质固体中成功获得超空泡模型侵彻现象,在此基础上进行了侵彻速度与不同头形的系列侵彻实验,获得了空泡形态、减速特性以及各影响因素的影响规律。借鉴水下通气超空泡的概念,设计了通气头形,并进行了不同通气量下的侵彻实验,验证了弹头通气有助于空泡生成的结论。     

遭毁伤聚能战斗部射流成型行为

针对遭毁伤聚能装药射流成型行为及其终点效应问题,采用AUTODYN-3D软件研究了侵孔位置、侵孔深度和侵孔直径对射流径向速度及其侵彻能力的影响特性。结果表明:侵孔导致射流径向速度明显增大且射流偏离轴线甚至提前断裂形成碎片,严重降低了其对靶板的侵彻能力,同等条件下,侵孔直径d=0.278倍装药直径的聚能装药比完好聚能装药对靶板侵深降低了24%;射流径向偏移速度主要受侵孔位置和侵孔直径的影响,随着侵孔到药型罩顶距离的减小,射流径向速度显著增大,同时对靶板侵彻深度也越小,x=0倍装药直径时,射流径向速度达19.0 m·s~(-1);射流径向速度随侵孔直径的增大而显著增大,d=0.278倍装药直径时,射流径向速度达41.1 m·s~(-1)。     

考虑边界约束弹体斜侵彻混凝土的研究

运用LS-DYNA对不同边界的侵彻过程进行了数值仿真,将仿真得到的侵深、偏转角,与按公式计算进行对比,表明考虑自由边界约束的侵彻深度比无反射边界时的侵彻深度大,且倾角对侵彻深度和偏转角的影响程度随着倾角的增大逐渐增大。将仿真结果与试验数据对比,验证了边界约束对侵彻深度的影响,为半无限靶与有界靶体的侵彻机理研究提供了参考。     

攻坚战斗部弹体材料对其三向应力的影响规律分析

针对不同材料弹体由于其密度不同而导致其侵彻过程中三向应力分布上出现不同的问题，为了研究侵彻弹体的弹体材料对其在侵彻过程中三向应力的影响，文中采用刚性弹的侵彻模型再结合弹性力学知识，充分考虑装填物的泊松效应．针对具有一定外形和装药尺寸的侵彻战斗部弹体在侵彻过程中的三向应力进行了理论分析。得出了弹体最大三向应力随其密度的变化关系。     

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。     

不确定侵彻条件下引信引爆策略对炸点深度影响分析

为研究不确定侵彻条件下引信引爆策略对炸点深度的影响规律,通过拉丁超立方采样设计了数值模拟试验,采用侵彻力函数代替弹靶接触力的快速算法进行了数值模拟计算,分析了不确定侵彻条件下5种引信引爆策略的炸深控制精度及其影响因素.结果显示,其炸深控制精度从低到高排序为延时、定冲量、定能量、定轴向位移、定垂直位移.定轴向位移和定垂直位移引信可以适用于不同靶体材料,在设定值相同的条件下,利用这2种策略可以到达基本相同的炸深.侵彻速度的不确定性对延时引信炸点控制精度的影响显著,对定位移引信的影响非常小,倾角和攻角是影响定位移引信炸点控制精度的主要原因.