高原环境杀爆弹形成破片特性仿真研究

为了获得高原环境杀爆弹形成破片性能的影响规律,选取典型杀爆弹,通过空气密度随海拔高度变化修正系数及高原气压确定比内能,利用AUTODYN-3D软件结合Stochastic随机失效模型仿真研究了高原环境杀爆弹形成破片作用过程及破片速度、质量变化规律。结果表明：高原环境与平原环境相比,杀爆弹形成的破片速度分布规律差距较小,破片初速基本相同,破片总量略有增加。高原和平原环境下,随着破片质量的增加,破片数量均减少。     

提高反低空高速目标引战配合效率的一种方法

针对未考虑导弹战斗部破片速度衰减的引信自适应模型的缺点,引入破片相对目标的飞行轨迹描述方程,建立了破片速度衰减对飞散方向影响条件下的引信自适应调整模型.通过两种模型的计算机仿真对比分析,验证了新模型在提高导弹射击高速、超低空目标时的引战配合效率方面,比原模型具有明显的优势.     

G45钢破片对中大口径弹体侵彻仿真分析北大核心

为了研究不同质量G45钢破片对中大口径弹药壳体侵彻效应,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立破片侵彻壳体模型。将弹药壳体通过等效公式换为Q235钢板,开展了在不同速度下,不同质量G45钢破片侵彻等效靶板Q235钢数值模拟仿真。仿真分析结果表明:相同质量下,G45钢破片撞击靶板侵彻深度与侵彻直径随着速度增加呈现递增趋势;得到了4.7 g,9.8 g小质量G45钢破片在800~1800 m/s速度范围内无法有效穿透中大口径弹体等效靶的结论;19.5 g G45钢破片侵彻20 mm的中大口径弹体等效靶的极限穿透速度范围在1200~1400 m/s之间。     

球形破片侵彻明胶运动模型及破片参数敏感性分析

为揭示球形破片对人体组织致伤机理,以明胶作为人体组织的替代物,基于动态空腔膨胀理论,考虑球形破片未完全侵入阶段的速度衰减,建立了球形破片侵彻明胶的分段运动理论模型,研究了球形破片侵彻明胶的运动规律。通过钢球和钨球侵彻明胶的实验验证了模型的正确性,求解了模型中的最优阻力系数。分析了理论计算过程中的误差来源,并推导得到了无量纲侵彻深度的表达式。利用Sobol′法进行了球形破片参数(直径、密度和速度)对侵彻深度影响的敏感性分析。结果表明：运动模型能够较好地模拟球形破片的运动规律;低密度的球形破片在未完全侵入阶段的速度衰减不能忽略;球形破片参数对侵彻深度影响的敏感性由高到低依次是速度、密度和直径。     

有限厚钢筋混凝土参数对破片侵彻性能的影响

为研究钢筋混凝土中钢筋参数对破片侵彻混凝土的影响,通过分析混凝土破坏模式、质量损失和破片剩余速度,得到不同钢筋配置情况下破片对侵彻混凝土的损伤规律。采用正交优化的方法研究了破片对不同钢筋配置(间隔、钢筋直径和嵌埋深度)混凝土的侵彻效果。研究结果表明：在破片不接触钢筋时,各参数对破片剩余速度影响小,利用PLS分析方法得到钢筋间距此时的影响最大,其回归系数为-0.79;破片接触混凝土时钢筋直径对剩余速度影响最大,在中间及交界处位置的平均侵蚀质量分别减少24.1%和31.6%,平均剩余速度分别减少83.2%和97.1%。得到了3种位置下最佳的钢筋抗破片侵彻参数,研究结果对于防护破片侵彻的钢筋混凝土结构参数设计提供了参考依据。     

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...     

破片飞散方向区截测试方法

改进了在动爆条件下基于弹药炸点的破片区截测速方法,分析了破片贯穿靶板后的速度偏转现象,提出了一种采用归一化方法结合最小距离原则进行破口点集配准,以此识别破片飞散方向的方法.模拟试验结果表明,63.3％的破片角度测量误差绝对值在4°以内,86.7％的破片测量误差绝对值在8°以内.该方法易于实施,数据处理简单,为实战条件下...     

起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响

为了揭示起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响规律,指导威力可调杀伤战斗部设计,运用AUTODYN-3D软件,计算了不同起爆方式、隔爆层厚度及材料下复合装药预制破片战斗部破片初速。结果表明：装药条件一致时,2种起爆方式得到的破片毁伤元速度差异明显,隔爆层厚度取4、 6、8、10和12 mm时,采用内外3点起爆方式破片速度比中心单点起爆分别提高16%、15%、13%、11%和8%。尼龙和聚氨酯隔爆效果较好,铝隔爆效果较差。     

蒙特卡洛剖分投影法的爆震弹破片平均比动能评估

为了评估爆震弹封装壳体破片致死、致伤半径,并削弱其平均比动能,基于蒙特卡洛剖分投影法建立破片平均比动能计算模型.通过LS-DYNA及自编程联合仿真方法对爆震弹自然破片、半预制破片比动能计算模型进行仿真求解,获得了全破片全时域的质量分布、初始速度、垂直靶分布、平均比动能阈值及安全半径等指标.结果表明:在相同装药参数下,半...     

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。     

内衬对杀伤战斗部破片飞散特性影响研究

为提高杀伤战斗部破片轴向杀伤威力,基于Shapiro公式,改进杀伤战斗部内衬曲线,设计了破片飞散角为5°和9°杀伤战斗部。使用LS-DYNA有限元软件和ALE算法,对破片飞散过程进行了数值仿真计算,进行了战斗部原理样机静爆试验,证实了内衬曲线的合理性,分析了内衬曲线形状及厚度对破片飞散特性的影响。结果表明：飞散角试验值及仿真计算值与理论设计值误差在8%之内;破片飞散角设计值越小,内衬曲线曲率越大,破片初始飞散速度越小;适当增加内衬厚度,破片初始飞散速度增大,破片飞散角减小。     

椭圆截面战斗部破片飞散特性研究

为研究椭圆截面战斗部毁伤特性,采用数值模拟与试验相结合的方法,开展了椭圆截面战斗部破片飞散特性研究。研究结果表明：椭圆截面战斗部在短轴方向的破片速度、破片分布密度全部高于长轴方向,在长短轴之比a/b=1.8条件下,短轴方向相对长轴方向的破片速度增益可以达到15%以上,破片分布密度增益可以达到440%以上,验证了椭圆截面战斗部具有在短轴方向毁伤增强的典型特点,在椭圆截面战斗部应用时,应考虑采用椭圆截面的短轴方向作为打击目标的主要方向。     

钨球破片对相控阵雷达天线的冲击损伤仿真

利用非线性动力分析软件LS-DYNA 3D,建立了钨球破片在击穿相控阵雷达天线部件下的毁伤仿真模型.对不同初速度的钨球破片以45°入射角对天线等效靶板的侵彻进行仿真分析,得到了钨球破片整个侵彻作用全过程的完整图像和主要数据.通过对结果图像与数据的分析得出:随着钨球破片初速度增大,剩余速度也会随之增大、击穿靶板所需杀伤动能变大、靶板质量损失变大.结论为相控阵雷达天线的战损快速评估与平时修理提供了科学的依据和参考.     

杀伤战斗部破片定向飞散特性研究

研究了钢预制破片壳体在四种装药爆轰驱动下的飞散特性。求得了使破片飞行路径呈平行型的预制破片壳体的临界半径及相应的破片初始速度。     

某型火箭弹对巡航导弹毁伤概率仿真分析

通过对巡航导弹目标特性分析,论述了目标易损性和毁伤机理(包括破片战斗部对目标的击穿概率模型)。利用破片初速及存速计算模型,分析了战斗部爆破后破片速度衰减规律,并做了模拟仿真,为火箭弹战斗部设计及毁伤效能评估提供了理论依据。最后根据射弹散布规律及毁伤原理建立了毁伤模型,并以某型火箭弹为例,对毁伤概率模型进行了仿真分析。仿真结果表明:该方法为火箭弹战斗部设计和提高对巡航导弹毁伤概率提供了参考。     

硬质合金球形破片侵彻UHMWPE纤维层合板试验研究

为了研究UHMWPE纤维层合板在破片冲击下弹道极限、变形过程与失效模式等弹道特性,开展了质量0.716 g球形硬质合金破片以不同速度,侵彻UHMWPE纤维层合板试验;结果表明,硬质合金球形破片侵彻UHMWPE纤维层合板能力较同质量球形钢制品牌强;破片速度高于弹道极限时,入射速度与剩余速度线性相关,高速冲击时应考虑层合板...     

爆轰波斜冲击作用下破片飞散特性研究

为研究非对称结构战斗部的破片飞散特性,利用斜激波理论对爆轰波作用于壳体表面的过程进行研究,并利用自由面速度倍增定律对波在自由面反射后质点速度的计算进行简化,得到了破片飞散角的计算模型。利用D型战斗部试验数据对计算模型进行验证,结果表明,斜激波理论计算得到的破片飞散与试验结果吻合很好;当入射角较小时,壳体飞散角与入射角成线性关系。     

导弹飞行试验破片速度测定方法及其误差修正模型研究

破片速度的测量是导弹实弹飞行试验中一项难度较高的课题,准确的测量结果对于科学评价武器毁伤效能等技术指标具有十分重要的意义.立足国内技术现状,综述了导弹破片速度测量评定的一般方法,分析了各方法的基本原理,针对每种方法探讨了测量评定破片速度所存在的误差源.结合导弹实弹飞行试验特点及靶场试验实际情况,重点对采用靶网法测量单枚破片速度的误差及误差源进行了分析,给出了误差修正模型及提高测速精度的技术措施,并指出了靶场现有破片测速方案的不足和改进方向.论文成果在靶场实践中得到了部分应用.     

破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片先后作用的临界爆距研究

为探讨破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的先后作用机制,通过分析冲击波和破片在空气中的运动规律,在考虑壳体对冲击波强度的影响下,建立了冲击波与破片先后作用临界爆距的理论计算模型,并进行了实例分析。实例分析验证了理论模型的合理性和有效性。在此基础上,对临界爆距的影响因素进行了讨论,发现战斗部装填系数、装药类型以及壳体厚度对临界爆距的影响较大,而破片质量和形状对临界爆距的影响较小;随装填系数、装药爆热和爆速、破片质量的增大,临界爆距值均相应减小;随着壳体厚度和破片形状不规则度的提高,临界爆距值相应增大。     

带壳装药在不同材质破片撞击下的响应特性

为分析破片撞击条件下破片材质对带壳装药响应特性的影响,开展了钨、钢破片撞击带壳装药及钢壳试验研究,掌握了不同条件下的装药响应特性及碎片群形貌特征。端盖厚度为10 mm时,钨破片的冲击起爆是装药爆轰的主控机制,冲击波和机械刺激的共同作用导致钢破片作用下的装药爆轰;端盖厚度为12 mm时,机械刺激是导致装药反应的主要因素,钢破片撞击下发生了局部爆燃反应,而钨破片由于撞靶后具有更强的侵彻后效,发生了爆轰反应。