装药长径比对EFP成型作用效果影响分析

针对装药长径比对EFP成型的影响,基于一种球缺型药型罩EFP,利用ANSYS／LS-DYNA仿真软件对其成型过程进行建模仿真,研究EFP成型过程及其各项参数．在该基础上,改变装药高度得到不同的装药长径比数据,并对不同长径比EFP形成过程进行仿真,得到不同装药长径比EFP的速度、速度增长率及炸药能量利用率等数据,为选择最佳装药长径比提供依据．     

炸药装药烤燃特性的尺寸及约束效应研究进展

烤燃试验是评价炸药装药安全性的重要考核项目,研究炸药装药烤燃过程的响应特性,进而指导工程设计是目前研究的热点。从炸药装药尺寸、长径比、壳体材料/厚度、泄压结构、物理界面及自由空间等方面,对国内外相关研究进行了综述和分析。分析结果表明,缩比弹结构与实弹结构差异大、试验过程实测参量少、小尺寸试验结果难以预估全尺寸实弹的问题是未来需要重点解决的问题。     

结构参数对聚能射流侵彻性能的影响

聚能射流的侵彻能力主要由药型罩锥角角度(α)、药型罩厚度(β)、装药长径比(γ)以及装药外壳厚度(d)4个因素共同决定,为提高射流侵彻效能,对装药结构进行设计时,需要综合考虑各因素对侵彻效能的影响程度。对不同装药结构形成射流的过程进行数值模拟,取1.5倍炸高位置处的射流头部剩余速度以及射流有效长度作为评判射流侵彻能力的依据,对上述4个因素进行正交试验设计,研究各因素影响程度大小。开展射流侵彻靶板的试验,验证仿真方法的正确性。各因素对射流头部速度影响的主次顺序为：β>α>d>γ;对射流有效长度影响的主次顺序为：α>β>d>γ。研究结果可为聚能装药结构设计提供参考,可按各参数影响程度大小对装药结构进行设计。     

旋成体射弹倾斜入水运动仿真

为了研究运动参数和弹头外形对弹体斜入水过程的影响规律,采用气液两相流体积分数和水汽空化模型,通过嵌套网格实现刚体三自由度运动学和动力学耦合,模拟了弹体以80～100 m/s速度倾斜入水开空泡阶段的运动过程。经文献实验验证,入水弹体速度与位移的误差为0～6%和-8%～0,转动角度误差为-6%～0。通过对入水速度和入水角度的多工况模拟研究,发现入水速度增大,弹体轴向冲击载荷增大,最大载荷与速度的平方呈线性关系,弹体速度非线性衰减率大;入水角增大,弹体转动角速率减小,运动稳定性强,速度衰减率不受入水角影响。与圆锥头部弹体相比,采用头部阶梯状修型后的弹体的平均速度衰减率、转动角速率和最大轴向冲击载荷分别降低到66.7%、40%和77.2%,显著提高了运动稳定性。     

近距爆炸装药形状对板架结构的损伤规律研究

为了研究近距爆炸时柱形装药长径比对板架结构变形损伤的影响规律,以某典型缩比板架结构作为研究对象,采用经实验验证的有限元模型,分析了5种不同长径比装药爆炸对板架变形损伤的影响,并对比分析了药柱与板架夹角为0°和90°两种情形的区别。研究结果表明：随着装药长径比的增大,夹角为90°情况下冲击波反射超压和冲量逐渐减小,夹角0°情况下冲击波反射超压和冲量逐渐增大,高压区逐渐从装药轴线方向到径向方向移动;板架的残余位移与装药质量近似满足线性关系,装药长径比增大时,夹角为90°时靶板的残余位移逐渐减小,夹角为0°时位移逐渐增大;基于板架中心点最大残余位移D,拟合得到了药柱轴线与靶板表面夹角为90°和0°时的轴向等效形状因子β₁和径向等效因子β₂,当比例距离在0.4～0.7 m/kg^1/3范围内时,预测误差小于15%,能较好的预估不同装药长径比下板架的中心点残余位移,获取结构的损伤水平。     

类D形战斗部装药能量输出优化数值模拟研究

为解决类D形截面战斗部装药能量输出均匀性差的问题,设计并优化了多点起爆方式,基于AUTODYN有限元数值模拟,研究了不同起爆方式下类D形截面战斗部爆轰波的传播过程,分析破片速度及空间分布规律;研究了不同截面形状对装药能量输出均匀性的影响,探讨在最优的起爆方式下不同长径比对装药能量输出的影响。研究结果表明,相对于单点起爆,三点起爆条件下破片速度最高615 m/s,且飞散同步性提升60%。随着异形截面形状对称性增加,装药能量输出均匀性明显改进。随着长径比的增加,战斗部中部破片平均速度提高67.4%,飞散同步性提高56.6%,且装药能量利用率提高。     

填充物对组合式MEFP战斗部的弹丸成型影响研究

为了保证轴向组合式MEFP战斗部子装药之间不发生殉爆,选用聚乙烯、尼龙、聚氨酯和铝四种隔爆材料作为MEFP战斗部内部填充介质。运用显式动力学分析软件LS-DYNA对EFP弹丸成型情况进行数值模拟研究,分析子装药之间填充不同材料介质时,所形成的中心与周边EFP的头部速度、长径比以及发散角的变化情况。研究表明：采用铝作为填充材料时,MEFP头部速度最高;采用聚氨酯作为填充材料时,MEFP长径比最大,周边EFP发散角最小。通过与前人试验对比,得到聚氨酯作为隔爆材料时,数值模拟结果与真实试验结果相比误差不大于10.3%。     

分步压装高能混合炸药在战斗部装药中的应用研究

本文通过对目前常用的几种战斗部装药方法进行对比分析,提出了分步压装药技术应用在现代战斗部装药中的重要性和必要性,对分步压装药工艺以及各项工艺参数进行了深入的研究,得出螺杆直径、装药弹体直径、装药压力等参数和装药密度之间的关系,并通过实际应用对装药的密度和质量进行了检测分析,本文还对分步压装药工艺装填高威力混合炸药的安全性进行了评估,最终得出了分步压装药技术可以在战斗部装药中推广应用的结论。     

条形装药在岩体中爆炸成腔过程的数值分析

利用LS-DYNA非线性有限元程序,对不同药量等级的条形装药,进行了无 限域岩体介质中的爆炸成腔数值模拟计算,得到了爆炸成腔过程的基本图像及爆腔形成的 位移时程曲线,通过对爆腔半径的数据分析对比,得到条形装药的长径比值k与爆腔半径和 装药半径之比值ra/R0呈线性关系、条形装药比集团装药具更强爆扩能力的结论。     

大长径比弹体侵彻混凝土结构强度、稳定性及振动特性研究

针对典型大长径比弹体SDB在侵彻混凝土靶时的结构强度及稳定性问题,基于空腔膨胀阻力模型,给出了其在不同打击工况下极限安全壁厚、抗弯破坏临界倾角及攻角的控制要求。基于压弯耦合屈服条件,研究了着靶速度、着靶姿态及无量纲壁厚对弹体结构塑性弯曲失稳的影响规律,进一步得到了保证弹体稳定条件下结构参数(长径比、无量纲壁厚)、着靶状态参数(着靶速度、着靶姿态)及弹体材料强度间的耦合约束控制条件。考虑大长径比对弹体结构振动响应的影响,通过有限元模态分析及谐响应分析获取了弹体结构的固有频率及模态振型,揭示了结构的振动响应特性。研究结论和成果可为大长径比弹体结构设计、能力评估及弹目交汇参数控制提供思路和依据。     

新型导爆索式爆炸零门设计及试验

为了增强爆炸零门在应用中的稳定性,降低对沟槽装药装填工艺的要求,以间隙零门为研究对象,提出了以导爆索代替部分沟槽装药结构的方法。对具有不同尺寸参数的导爆索、沟槽装药以及零门间隙进行组合试验,以期通过试验得到装填工艺简单且控制通道对信号通道作用稳定的装填物质组合。研究结果表明,通过对由导爆索构成的爆炸零门进行合理的参数配置,能够实现在提升零门装置稳定性的同时又保证其可靠性。     

强爆轰驱动超高速碎片发射装置设计因素分析

为了得到发射装置设计因素和超高速碎片性能间的关系,考虑了药型罩的材料、炸药种类、装药长径比、药型罩的锥角、药型罩的厚度、药型罩顶部靠近装药侧的曲率半径等设计因素,采用AUTODYNTM,结合正交试验,对超高速碎片的发射过程进行数值模拟。结果表明,3种发射装置结构分别可以提供质量为1. 533 g的紫铜碎片、速度为11. 649 km/s的铝碎片、动能为85. 6 k J的铝碎片; 2种发射装置结构均可以提供质量大于1 g、速度高于11 km/s的密实结构圆柱状碎片。验证了仿真方法的可信性,对影响碎片性能的设计因素进行了分析、排序,并得到了这些设计因素与碎片质量、速度、动能的关系。     

弹体入水弹道研究综述

描述了弹体入水过程4个阶段撞击、流动形成、开空泡、空泡闭合的基本特征．分别讨论了弹体形状、入水角、入水速度、攻角、初始角速度和水域环境对入水弹道的影响．综述了弹体入水弹道的实验与理论研究概况,提出了有待进一步研究的工作．     

基于CFD的方形流水孔的流量系数研究

为了探索研究实艇的流水孔方案设计,基于滑移网格和内外域交互的计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的方形流水孔在不同吃水下的溢流进行了数值模拟,并对比分析了不同缩比的方形流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律.研究结果表明:流水孔的缩比越小,即流水孔的尺寸越大...     

超声速气液两相流液化升压装置研究

基于超声速气液两相流升压原理的水蒸气液化升压装置具有液化迅速、出口压力高的特点,但是两相流升压的物理过程十分复杂,目前分析模型中考虑的参数较少,对细节刻画不够全面.针对这一问题,文章建立了两相流分析模型,考虑了液滴与水蒸气的传热、传质过程,分析了冷却水温度、引射比、混合室收缩比、过冷度和速度滑移比对性能的影响;得到了激波前的压力、干度、空泡份额与引射比的关系,以及凝结激波前后的温度和压力与引射比的关系.计算结果表明:为提高系统性能.需要尽可能地提高液体的雾化程度,降低冷却水的温度,同时将引射比控制在6～8附近;如果设计合理,装置的升压系数可达3倍以上.     

铁粉焊条熔化过程中基本参数研究

通过试验研究了焊条直径和铁粉加入量对焊条熔化参数的影响.试验结果表明,焊条直径增加,焊条药皮重量系数、熔敷效率增加,熔化速度和熔敷速度降低;熔敷金属中合金元素Mn、Si含量增加,但Mn、Si的过渡系数减小.当增加药皮中铁粉加入量,药皮重量系数、熔敷效率和熔敷速度增加,熔化速度降低,由于铁粉的稀释作用使熔敷金属中合金元素Mn、Si含量及过渡系数降低.     

尾翼旋转EFP成型数值模拟研究

基于阶梯式药型罩结构的可行性,通过数值模拟的方法进一步研究了药型罩结构参数对尾翼型爆炸成型弹丸(EFP)成型特性的影响规律.结果 表明:阶梯旋角与轴向转速、尾翼偏斜角呈正相关,阶梯旋角增至60°,轴向转速最高达850 rad/s,尾翼偏斜角为19.82°,长径比降至1.72;阶梯深度与轴向速度和轴向转速呈正相关,与长径...     

超重力下燃烧合成Al2O3-ZrO2（4Y）共晶陶瓷的自挤压工艺研究

引入自挤压工艺辅助超重力下燃烧合成制备Al2O3-ZrO2（4Y）共晶复合陶瓷,可有效地消除陶瓷制品的缩孔、缩松组织等缺陷,陶瓷致密性得到明显提高,同时又有效地抑制陶瓷裂纹萌生。XRD分析显示共晶陶瓷由α-Al2O3,t-ZrO2及少量的m-ZrO2三相组成,且随自挤压力增大,陶瓷中可相变的t-ZrO2的体积分数增加。SEM观察发现陶瓷的显微组织中的棒状共晶团随自挤压力的增大而细化,体积分数增加,且分布其上的t-ZrO2纤维直径变小,共晶团组织边缘处的ZrO2枝晶逐渐转变为细小的球晶,共晶团边界组织厚度逐渐减小,从而使陶瓷力学性能得以提升。     

非牛顿流体不定常环管流研究

本文采用积分变换的方法,找到了一类非牛顿流体在环形管道中不定常流动的解析解,并进行了数值计算,分析了非牛顿性系数和其他各参数对二阶流体不定常流动的影响,指出当二阶流体非牛顿系数相同时,环管流与一般管流比达到稳定的特征时间较短,并且相应的速度分布、平均速度分布数值均较小。在外半径相同时,环管流内壁的剪应力较之一般管流,其大小随内径而改变。环管流外壁剪应力总相应地小于内壁剪应力。     

基于飞行器缩比模型的磁干扰补偿模型参数求解

为保证地磁导航对飞行器快速反应的要求,采用了基于飞行器缩比模型的磁干扰补偿模型参数求解方法。首先,分析了飞行器磁干扰补偿模型以及小信号模型的求解方法;然后,采用飞行器缩比模型代替飞行器进行地面试验,并在地面快速求解飞行器载体磁干扰补偿模型参数;最后,通过分析试验结果及其补偿效果,验证了补偿模型求解算法的良好磁环境适应性以及该试验方案的实际可行性。