EFP战斗部结构参数优化设计研究

基于研究EFP穿甲威力目的,利用LS-DYNA软件对球缺型EFP成形进行数值模拟研究;分析了曲率半径、药型罩壁厚、壳体厚度等参数对EFP成形性能的影响规律;优化得到了药柱高度50 mm、装药直径40 mm的EFP战斗部结构方案;研究结论将为EFP优化设计提供参考依据.     

双模战斗部结构正交优化设计

应用LS-DYNA仿真软件,结合正交优化设计方法,对弧锥结合形药型罩双模战斗部进行了正交优化设计研究.分析了结构参数(圆弧曲率半径、锥角、药型罩壁厚及装药高度)对双模毁伤元成型性能的影响规律,同时讨论了弧锥结合罩的弧度部分与锥度部分比例的大小对双模成型的影响.数值模拟结果表明:两次优化结果均说明药型罩壁厚是确定头部速度的主要因素,锥角是确定长径比和头尾速度差的主要因素;当第二次优化的各因素水平分别为圆弧曲率半径是0.45倍装药口径,锥角是145°,壁厚是0.04倍装药口径,装药高度是1.0倍装药口径,即弧度部分所占的比例较小时,得到的爆炸成型弹丸(EFP)和聚能杆式侵彻体(JPC)成型效果都较好.     

药型罩参数对悬浮雷弹战斗部EFP 成形效果影响

为得到药型罩参数对空中悬浮雷弹战斗部 EFP 成形效果的影响,采用正交设计的方法,针对变壁厚准球形的药型罩内曲率半径、外曲率半径、罩顶厚度等参数,通过 LS-DYAN 仿真计算出以爆炸成形弹丸（EFP）成形效果,用SPSS 软件回归分析得出动能的估算边际均值,以成形效果及动能为指标,对 EFP 爆炸成形进行了分析。研究结果表明：药型罩尺寸的交互效应是影响 EFP 动能大小的主要因素。     

组合式MEFP战斗部的正交优化设计

以多爆炸成型弹丸(MEFP)为计算模型,应用显式有限元程序LS-DYNA,分析了相邻子装药间距、填充物密度和起爆延迟时间三种因素对MEFP发散角的影响规律。结果表明:随着子装药间距的增加以及填充物密度、起爆延迟时间的减小,MEFP的发散角在减小。在此基础上以MEFP发散角为命中概率和毁伤概率指标,应用正交优化方法针对三种因素对MEFP发散角影响的主次关系进行了分析研究。结果表明起爆延迟时间是MEFP发散角的主要影响因素,并得到了影响MEFP发散角的三种因素各水平的最优组合。     

双层EFP战斗部的数值模拟及优化设计

以新型反装甲战斗部的研究为牵引,以爆炸成型弹丸(EFP)的优化设计为核心,利用有限元数值模拟软件对等壁厚的单层和双层EFP进行了成型模式分析,通过优化集成软件iSIGHT,实现了对双层EFP的优化设计。优化结果较好地满足了预定的设计指标。     

对抗主动防护系统的EFP 战斗部设计

为了确立反坦克导弹在战场上的主动地位,采用EFP战斗部对抗主动防护系统。在介绍主动防护系统基本原理的基础上,采用反应时间对比的方法对EFP战斗部对抗主动防护系统的可行性进行了分析。总结了EFP的形成机理与特点,给出了EFP战斗部的设计依据,利用几何相似律设计了串联EFP战斗部,计算出了战斗部的最近起爆距离。该研究可为EFP战斗部进一步的详细设计奠定基础。     

炸药圆柱体的热爆炸临界参数与其长径比的关系研究

讨论有了圆柱体的热爆炸临界Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉｉ参数，临界温度与其长径比的关系，应用所得到的临界Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉｉ参数与长径比的关系式对相同直径不同长径比的ＪＢ－９００１药柱实测临界温度进行了数据处理。     

装药长径比对EFP动能影响的数值模拟研究

采用 LS-DYNA3D 对爆炸成型弹丸(EFP)的成型过程进行了数值模拟.其模拟结果与实验数据基本一致。通过数值模拟分析了装药长径比 L/D 对 EFP 动能的影响并对有关数据进行了拟合,得出了装药长径比和 EFP 动能之间的关系式,对 EFP 设计具有实际意义。     

一种双模态EFP战斗部的数值仿真

针对同一成型装药形成多模毁伤元问题,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对在药型罩前加装一刻槽圆环形成带尾翼爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)的成型过程进行了数值模拟,结果表明,该装药结构能形成带有8个尾翼的EFP,带尾翼EFP的长径比是EFP长径比的2.75倍,其头部速度比EFP增加了15%,实现了带尾翼大长径比EFP和EFP两种模态的转换。      

EFP/预制破片复合战斗部结构设计与分析

为增大毁伤面积并提高侵彻能力,设计不同结构的爆炸成型弹丸(explosively formed penetrator,EFP)/预 制破片复合战斗部,综合挡环结构及预制破片钨球的排布方式,得到4 种方案。应用ANSYS/LS-DYNA 对战斗部 成型过程进行数值模拟,通过不同战斗部结构方案分析,研究挡环结构及预控破片排布方式对毁伤元成型过程和毁 伤效果的影响。结果表明：当挡环顶部与药型罩底部处于同一平面时,形成的EFP 速度更高、长径比更大、长度更 长,且内圈钨球的轴向速度更高;采用内圈钨球26 枚、外圈钨球32 枚的钨球排布方式的战斗部,其内、外圈钨球 发散角更大,能形成具有良好侵彻能力且密度均匀的破片场,仿真与实验结果一致。     

网栅切割式多爆炸成型弹丸战斗部正交优化设计

为了评估网栅因素对MEFP命中概率的综合影响,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用Lagrangian方法,对网栅切割药型罩形成MEFP的全过程进行了数值模拟。分析了网栅与药型罩的间距、网栅材料和网栅宽度三种因素对MEFP发散角的影响规律。在此基础上以MEFP发散角为命中概率和毁伤概率指标,应用正交优化方法针对三种因素对MEFP发散角影响的主次关系进行了分析研究。结果表明网栅宽度是MEFP发散角的主要影响因素,并得到了影响MEFP发散角的三种因素各水平的最优组合。     

EFP定向战斗部导弹系统毁伤概率分析

针对EFP战斗部导弹武器系统高度定向性的特点,充分考虑武器系统自身的姿态角变化,研究了基于姿态的毁伤概率计算方法,给出了系统初步设计时姿态毁伤概率的表达形式.在概率统计的基础上,对表达式中涉及的概率分布进行了分析,讨论了姿态参数积分限的范围.通过几种交会务件下的实际算例,分析了姿态角对毁伤概率的影响,结果表明此影响是显著的,姿态角毁伤概率解析求解法符合实际的作战情况.     

EFP战斗部水下作用特性研究

通过EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的侵彻试验,EFP空气中形成后经水层对水下靶板的穿靶试验, EFP战斗部水中爆炸对水中舰船模拟靶的侵彻试验以及EFP水中运动过程的脉冲X光摄影试验,研究了EFP战斗部水下作用特性.结果表明:EFP战斗部空气中爆炸对空气中靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的1.85倍;EFP空气中形成后经水层对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的10倍;EFP战斗部水中爆炸对水下靶板的破孔孔径约为EFP弹丸直径的20倍.水中冲击波和弹道波对EFP在目标靶上的破坏效果有明显增强作用.     

多模式EFP战斗部毁伤性能试验

介绍了1种多模式EFP战斗部的结构,对该多模式EFP战斗部进行了毁伤性能试验。结果表明:该多模式EFP战斗部可以分别实现EFP、JPC及多破片3种毁伤模式,且3种毁伤模式的毁伤特性区别明显,可分别用于打击不同特性的目标。     

双层药型罩EFP战斗部性能参数的灰色系统理论分析及实验研究

通过LS-DYNA有限元软件计算得到不同装药结构的双层药型罩爆炸成型弹丸(EFP)战斗部成型侵彻体的特征参数,利用灰色系统理论分析了药型罩材料密度、曲率半径、厚度比以及装药密度、装药长径比(L/D)对成型侵彻体不同特征参数的影响规律。基于灰色系统理论分析结果设计了不同装药结构的双层药型罩EFP战斗部并进行了毁伤效应实验研究。实验结果表明当内外药型罩的厚度比为1.33时,双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体的侵彻深度达到0.67倍装药口径,是具有相同装药结构EFP战斗部成型侵彻体侵彻深度的两倍左右;具有Cu-Cu或Cu-Fe药型罩组合方式的双层药型罩EFP战斗部成型侵彻体在侵彻深度方面的能力大致相当,但是Cu-Cu药型罩组合方式的战斗部成型侵彻体侵彻钢板的形状近似呈圆形。     

基于杀伤面积的杀爆战斗部总体参数优化

为了寻求合理匹配的战斗部各项总体参数,基于杀伤面积对杀爆战斗部的总体参数进行优化。建立相关 数学模型,以动态杀伤面积作为优化战斗部其他参数的目标函数,确定目标函数、设计变量和约束条件,采用网格 法计算满足约束条件的目标函数值,应用 Matlab 编制优化计算程序,获得各个设计变量对杀伤面积的影响规律。计 算结果表明：优化的总体参数组合可有效提高杀爆战斗部的杀伤面积。该方法可为杀爆战斗部指标确立和方案设计 提供参考。