不同时序破片和冲击波在对天线的复合毁伤分析

为了能清楚地了解杀伤爆破战斗部爆炸预制破片和冲击波对雷达天线阵面靶板的复合毁伤特性,采用LS-DYNA3D动力有限元软件,对破片和冲击波在不同时序下对天线阵面等效靶板的复合毁伤作用过程进行了一系列数值模拟研究,描述了两者在不同时序下对靶板的复合毁伤过程中的基本现象,分析了靶板某典型节点的位移变化规律,揭示了破片和冲击波作用靶板的不同时序对靶板损伤变形的影响。研究表明:破片和冲击波对装备部件的复合毁伤效应,不是二者毁伤效应的简单叠加,而存在特殊的作用机理,且这与二者到达目标的时序有关。所得结果不仅促进了损伤机理的研究与发展,而且还对杀伤爆破战斗部结构的优化具有参考价值。     

破片和冲击波复合作用下靶板毁伤仿真

为了研究目标在破片和冲击波复合作用下的毁伤情况,应用有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立破片和冲击波复合作用下靶板毁伤模型。将两者作用分开研究,重点研究破片对金属靶板毁伤形成沟槽的前提下冲击波的毁伤作用效果,即简化了模型又保证了仿真精度,弥补了以往只以穿孔等效破片毁伤效果的不足,增强了模型的通用性,为战斗部设计、毁伤评估和目标防护研究提供参考。     

爆炸冲击波作用下板架结构响应研究综述

板架结构是飞机和水面舰艇主要的组成单元,研究其在爆炸冲击波作用下的变形和破坏对目标结构的防护设计具有重要意义。国内外学者对板架结构在冲击波载荷作用下的变形与破坏进行了大量研究,形成了诸多成果。本文中从理论分析、实验研究和数值模拟3个方面总结了爆炸冲击波载荷作用下板架结构响应领域的研究现状,并对未来研究方向提出一些建议,为相关结构的抗爆设计以及战时毁伤评估提供参考。     

爆炸成型弹丸侵彻靶板的数值仿真

基于LS-DYNA的动力学分析通用有限元程序,对爆炸成型弹丸形成和侵彻靶板过程进行了数值仿真。建立了数值仿真模型,利用数值模拟技术实现了弹丸的形成以及不同药型罩结构对爆炸成型弹丸形成的影响,实现了侵彻过程中弹丸的变形与靶板的破坏状况可视化,同时对仿真结果进行了分析。通过对爆炸成型弹丸侵彻靶板的数值仿真,为开展爆炸成型弹丸毁伤机理研究奠定了良好的基础。     

水下近场非接触爆炸载荷作用下加筋板毁伤变形的数值仿真研究

采用高动态非线性有限元程序MSC.Dytran对复杂加筋板结构在水下爆炸载荷下的动态响应和变形模式进行了仿真分析和模型试验,建立了复杂加筋板架结构水下爆炸作用下动态响应的有限元计算方法.研究了加筋板在水下爆炸载荷下的不同毁伤形式,并利用有限元程序对复杂毁伤形式进行了瞬态毁伤过程分析,认为一定药量近距离爆炸时局部破坏要先于整体破坏.     

爆炸冲击波对靶板的损伤仿真与评估研究

为了研究爆炸冲击波对武器装备的损伤，建立了炸药爆炸冲击靶板的有限元模型，对不同厚度靶板在确定爆炸冲击环境下的损伤进行了仿真试验。不同于传统的宏观破口尺寸损伤表征参数，引入了等效塑性应变来精确描述靶板损伤，并提出了一种基于主成分分析理论对靶板损伤进行评估的方法。结果表明：利用该方法所得到的计算结果与理论分析结果完全一致。这说明基于多元统计分析的靶板损伤评估方法是切实可行的，可以进一步应用于装备爆炸损伤评估与易损性研究中。     

基于均匀实验设计的温压战斗部爆炸冲击波毁伤仿真研究

以温压战斗部爆炸冲击波对地下目标的毁伤为背景,设计毁伤仿真模拟的基本方案,在对影响冲击波毁伤因素合理分析的基础上,利用均匀试验设计方法设计以装药密度、空气温度、大气压强以及混凝土密度为影响因素的均匀试验方案,最后通过正态分布检验图和Bootstrap法等方法对毁伤参数的统计特性进行研究。结果表明,固定条件下温压战斗部爆炸冲击波对地下目标的毁伤中,毁伤参数值具有明显的正态分布特性,对后续结合现场试验数据确定毁伤参数真值和毁伤试验鉴定提供了一定的指导和借鉴作用。     

水中爆炸作用下隧道毁伤效应研究

为研究隧道在水中爆炸荷载作用下的毁伤机理和破坏形态,选取典型管节,建立隧道管节的耦合Lagrange-Euler(CLE)三维数值模型,通过水下爆炸试验验证了CLE方法和材料模型的准确性。开展隧道管节的毁伤效应数值模拟,分析冲击波作用过程、管节损伤演化过程和管节破坏机理;进行参数分析,比较不同炸药当量和爆炸距离对管节毁伤程度和破坏模式的影响。结果表明：在水中爆炸作用下,隧道管节的损伤过程超过冲击波的作用时间。在同种炸药当量下,管节前壁的损伤程度随爆炸距离的增加而降低;后壁的损伤程度主要受炸药当量影响,爆炸距离对其影响较小。以位移变形为损伤指标,拟合得到函数关系式,并给出不同破坏程度的临界曲线,可用于评估隧道管节的破坏程度。     

导弹弹体空中结构解体毁伤研究

针对弹体结构解体破坏是导弹K级毁伤主要毁伤模式之一,进行了爆炸冲击波载荷作用下自由状态导弹弹体结构毁伤理论预测与实验验证.基于简化的弹体质量阶梯分布梁结构和能量分析,进行了导弹弹体结构解体毁伤临界冲量理论预测,通过爆炸冲击载荷作用下局部及舱段式弹体模拟结构毁伤实验,对理论模型进行了分析验证.研究结果对于导弹目标易损性分析与毁伤评估具有一定参考价值.     

冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形

水下爆炸冲击波和气泡载荷对舰船结构都有不同程度的毁伤作用,计算舰船结构在水下爆炸载荷作用下的塑性变形时,需要同时考虑两种载荷的影响.通过对加筋板结构刚塑性分析,运用Lagrangian方程,得到一种计算冲击波和气泡脉动压力波联合作用下加筋板塑性变形的方法.该方法计算结果与试验值和文献值吻合较好.对该计算方法的适用范围进...     

爆炸冲击波对目标作用的等效计算模型

以爆炸相似律为依据,提出了计算机仿真计算爆炸冲击波对目标作用的等效模型,把远处某次爆炸对目标的作用等效为较近处另一能量的爆炸对该目标的作用。为用有限元法求解核爆炸冲击波对大型装备的毁伤破坏这一流固耦合动力学问题提供可以实施的基础。     

基于数值模拟的弹药地面库整库燃爆冲击波毁伤风险评估

弹药燃爆事故是我军后方仓库安全管理工作防护的重点,对弹药燃爆事故危害度进行评估,是武器装备安全风险评估体系的重要组成部分.选取地面库整库弹药燃爆事故为研究对象,应用AUTODYN计算程序,建立了弹药地面库的三维空间有限元仿真模型,并对弹药地面库整库爆炸的冲击波传播过程进行了数值模拟,得到了在冲击波不同毁伤等级下人员、建筑物的毁伤区域,为燃爆事故危害度风险评估提供了数据支持.     

活性破片飞散特性及毁伤效应研究

为了掌握活性破片的空间飞散特性及毁伤效能,采用数值仿真与试验相结合的方法研究了某预制活性破片战斗部在爆炸作用下的飞散特性,得到了活性破片的空间分布和初始速度分布参数的有关数据,分析了活性破片对靶板的毁伤规律.结果表明:活性破片战斗部在起爆300 μs后,70％的活性破片速度分布在1 500～2 000 m/s;50％的...     

温压战斗部爆炸冲击波对地下目标毁伤建模

针对温压战斗部对地下目标的冲击波毁伤问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立三维模型,模拟出炸药起爆以及冲击波在地下密闭空间中传播的全过程,得到了与实际密闭空间中温压炸药爆炸冲击波特性较为吻合的冲击波超压曲线,通过LS-DYNA自带的积分运算功能求得了相应的比冲量曲线,为下一步毁伤分析提供了数据基础.     

火炮模拟终端对目标毁伤定量计算研究

计算火炮毁伤半径及对目标毁伤程度是实兵对抗训练系统的重要研究内容之一,对实兵对抗训练中火力毁伤建模具有重要意义。根据实际项目应用情况,提出一种火炮对目标毁伤定量计算方法,该方法通过计算炮弹爆炸时产生的冲击波超压,进而计算火炮毁伤半径及对目标产生的毁伤程度,提高了模拟火力打击的可信度和科学性,能较准确地体现火炮模拟终端在实兵对抗训练中火力打击的作用,贴近实战。     

浅水爆炸特性数值模拟研究

为对浅水爆炸的荷载特性进行研究,首先采用LS-DYNA建立的浅水爆炸三维数值模拟模型对浅水爆炸的冲击波传播与气泡脉动进行了模拟,通过与经验计算公式对比验证了模型的可信性;然后,对浅水爆炸的荷载特点和分布规律进行了分析,并初步探究了水面及水底的影响规律,得到如下结论:LS-DYNA可实现浅水爆炸的有效模拟,模拟结果符合理论形态,且计算得到的荷载峰压和比冲量等特性参数与经验公式吻合良好。浅水爆炸荷载峰压在冲击波传播阶段出现,气泡脉动阶段荷载的比冲量则明显高于冲击波传播阶段,在浅水爆炸毁伤效应研究中,以上两个阶段均需考虑。炸药起爆深度附近及其以下水域为浅水爆炸荷载的主要作用区域。水面反射稀疏波和水底反射冲击波的峰压和衰减时间与冲击波相近;随着爆深增加,反射波对水面及水底附近位置影响增大,对水域中间位置的影响先减小后增大。     

接触爆炸下沉箱重力式码头面板毁伤效应分析

为了探究接触爆炸荷载下沉箱重力式码头面板的毁伤效应,首先以码头上部面板结构小毁伤为目标,设计制作沉箱重力式码头模型进行了爆炸试验,得到1 kg当量TNT炸药在码头面板中央爆炸后码头面板的毁伤情况;然后,在此基础上运用LS-DYNA程序建立基于拉格朗日欧拉法的码头模型有限元数值模型,讨论了控制混凝土HJC模型单元失效删除的关键参数,通过与试验结果的对比确立了混凝土单元各失效准则的取值;最后,对不同炸药位置、不同炸药当量下码头面板的毁伤效应进行了数值模拟研究,得到了不同的毁伤模式和具体的毁伤过程。结果表明:不同爆炸位置码头面板毁伤过程初始阶段具有相似性,之后受爆炸位置结构形式的影响毁伤模式体现出差异性;炸药当量增加会使毁伤程度加剧,相同炸药当量下,管沟处爆炸的毁伤程度要明显重于中间仓格处。     

近壁面水下爆炸冲击波载荷参数研究

水下爆炸过程中结构会受到冲击波载荷的作用同,同时结构也会对冲击波栽荷产生反作用.为了解结构对冲击波参数的影响规律,从牛顿第二定律出发,推导了冲击波压力、正压作用时间和比冲量与板厚之间的关系.为验证计算方法的正确性,设计了验证性试验,试验证实计算结果与试验结果吻合较好.计算表明:冲击波载荷参数主要受到板厚的影响,板厚越厚...     

不同材料壳体装药在空气中爆炸威力试验研究

为评估装药壳体材料对爆炸毁伤威力的影响,对裸装药、碳纤维复合壳体、钢壳体装药在空气中的爆炸破坏效应进行了试验研究,试验获得了3种装药冲击波超压曲线.试验结果表明,同样装药情况下,裸装药爆炸冲击渡超压大于带壳装药,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对钢壳体装药高,且不会产生破片对远距离目标造成破坏;而钢壳体装药爆炸产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.     

炸药冲击波激励气体辐射的数值模拟

建立了炸药冲击波激励气体辐射的物理模型和数学模型。用MMIC - 2D软件对爆炸过程进行了模拟计算。分析了冲击波作用下气体的流动特性 ,并给出了爆炸全场的密度分布及随时间的变化规律