灰关联分析聚能装药药型罩对射流性能的影响

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辅助药型罩材料对超聚能射流性能影响的数值模拟

辅助药型罩材料对超聚能射流性能影响的数值模拟石军磊;刘迎彬;胡晓艳;张旭光【摘要】为了研究超聚能射流形成过程中辅助药型罩材料对射流性能的影响,利用AUTODYN-2D软件,采用高精度多物质求解器Euler-2D Multi-material对辅助药型罩材料分别为Wu、Cu、Fe,锥形药型罩材料为Al的截顶辅助药型罩超聚能装药进行模拟.结果表明,与传统聚能装药相比,超聚能装药结构形成的射流性能更优.辅助药型罩材料密度越大,超聚能射流形态和连续性越好;超聚能射流具有更高的头部速度和能量.用Wu、Cu、Fe作辅助药型罩材料时,超聚能射流的最大速度分别为14400、13300和13100m/s,最大能量分别为10.2×107、8.5×107、7.5×107J/kg,并且材料密度越大,起爆后相同时刻的射流形态越细越长.%To study the effect of material of additinal liner on the jet performances in the hypercumulation formation process, the numerical simulation of hyper shaped charge of a trunconical additinal liner, with material of additional liner is Wu,Cu and Fe, respectively and material of conical shaped charge liner is Al, was carried out using AUTODYN-2D simulation software and high precision multi material solver Euler-2D Multi-material.The results show that the maximum velocity of hypercumulation of additional liner material as Wu,Cu and Fe are 14400,13300 and 13100m/s, respectively, the maximum energy are 10.2×107, 8.5×107 and 7.5×107J/kg respectively, and the hypercumulation after detonation becomes slender and longger after the density of the material increases.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】6页(P69-74)【关键词】AUTODYN;超聚能射流;辅助药型罩;数值模拟【作者】石军磊;刘迎彬;胡晓艳;张旭光【作者单位】中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TJ55;TJ4103+33在反装甲聚能装药战斗部中，聚能金属射流得到了广泛应用。

药型罩参数对单兵制导破甲弹影响的灰关联分析

关键词：灰关联分析；药型罩；单兵破甲弹；射流中图分类号：ＴＪ４１３．２：ＴＰ３９１．７文献标识码：Ａ
０引言
便携式反坦克导弹，又名单兵肩射式破甲弹，简称单兵破甲弹，有着质量轻、体积小、携带方便、操作简单、反应时问短等优点，在现代局部战争中发挥着越来越重要的作用… 。但是，由于目前国内单兵肩射式破甲弹都是非制导的，对于已有的单兵破甲弹若要实现制导，只能在其前部安装导引头，用于攻击目标装甲顶部或侧部薄弱部位。虽然安装了导引头大幅度提高了单兵破甲弹的命中精度，但由于导引头内部没有预留出专门的射流通道，这对其破甲威力影响是极大的。灰关联理论是以未已知全部信息的小样本、贫信息不确定性系统为研究对象，是一种解决少数据、小样本不确定问题的新型数学方法，通过灰关联分析从变化规律中提取出所需要的信息ｌ＿２］。本文将灰关联理论应用于存在导引头情况的金属射流成型和破甲威力的影响因素研究中，以刚穿过导引头时的速度、在无导引头射流完全成型的相对位置时的速度及射流直径为参考指标，利用ＬＳ～ＤＹＮＡ进行数值模拟分析，对聚能装药结构进行优化，提高其在存在导引头条件下的毁伤性能，为单兵破甲战斗部结构优化设计提供依据。１导引头对射流性能影响的数值模拟

药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响

中图分类号：０３８５；ＴＪ４１０．３３３文献标志码：Ａ
ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＡｓｙｍｍｅｔｒｙｂｅｔｗｅｅｎＬｉｎｅｒａｎｄＣｈａｒｇｅｏｎｔｈｅＰｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ
药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响
周鹏，李如江，方志坚，王建波
（１中北大学化工与环境学院，太原０３００５１；２中国兵器工业第５２研究所，山东烟台２９００１４）摘要：针对线型聚能装药制造过程中常见的药型罩和药柱不同轴情况，采用侵彻试验，结合有限元软件对非对称线型聚能装药射流的形成和侵彻进行了三维数值模拟。研究结果显示对于此结构和尺寸的线型聚能装药，当药型罩轴线与装药轴线偏移距离为１ｍｍ时，侵彻宽度增加了１２％，侵彻深度相比对称情况降低了约５８％。当药型罩与聚能装药的偏离距离为１ｍｍ，且同时存在５。的夹角时，射流侵彻形成三个主体切槽。开坑宽度为１７．４ｍｍ，侵彻深度比对称情况降低了７４％。随着药型罩和装药不对称程度的增加，射流在靶板上的侵彻宽度以及侵彻中心偏移装药轴线的距离增加，穿深降低。关键词：爆炸力学；线型聚能装药；不对称；射流；侵彻

药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟

ｎｍｅｉａｉｕａｉｎｍｏｅｈｔｉｒｖｄｍａｒｖｄｅｄｓｇｅｈｄｆｒｔｅｄｖｌｐｎｆｕｒｃｌｍｌｔｏｄｌｔａｓｐｏｅｙｐｏｉｅａｎｗｅｉｎｍｔｏｏｈｅｅｏｍｅｔｏｓｎｗｈｐｄｃａｇｒｄｃｓｅｓａｅｈｒｅｐｏｕｔ．
ＺＨＡＮＧｉＵＨｕ— Ｏ，ＺＡＯｎｄｎＳＨＨａ－ｏｇ，ＷＡＮＧｎＦａｇ，ＺＨＡＮＧｈ－Ｓｕ￣ａ
（ｐｒｍｅｆＭｅｈｎｃｎｅｔｏｉｇｎｅｉｇ，ＮｏｔｉｅｓｔｆＣｈｎ，ＴａｙａＤｅａｔｎｔｏｃａｉｓａｄＥｌｃｒｎｃＥｎｉｅｒｎｒｈＵｎｖｒｉｏｉａｙｉｕｎ，Ｓａｘ３０１，Ｃｈｎ）ｈｎｉ００５ｉａ
中图分类号：Ｔ４０３３Ｊ１．３
文献标识码：Ａ
ＮｕｅｉａｉｕａｉｎｏｆｃｆＳａｅａｇｅｎｔｅＤｉｆｒｎａｌＴｉｋｅｓｓｏｎｒｍｒｃｌｍｌｔｆＥｆｅｔｈｐｄＣｈｒｅＪｔｏｈｆｅｅｔＷｌｈｃｎｓｅｆＬｉｅｓＳｏｏ
药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟
张会锁，赵捍东，王芳，张树霞
（中北大学机械电子工程系，山西太原Ｏ０５）３Ｏ１
摘要：利用ＡＹＳＬＮＳ／ＤＹＮＡ３Ｄ有限元分析软件，同种装药条件下，在分别对３种不同壁厚药型罩的１７型石油射孔２

药型罩参数对EFP成型性能影响的灰关联分析

ｔｅｒｈｏｙ，ａｄｔｅｇｅｎｉｅｃｔｉｅｉｈｉｆｕｎｅｐｒｏｍａｃａａｔｒｆＥＦｒｃｕｒｄｎｈｒｙｉｃｄｎｅｍａｒｃｓｗｈｃｎｌｅｃｅｆｒｎｅｐｒｍｅｅｓｏＰｗｅｅａｑｉｅ．
（ＥＦＰ），ｐｒｏｍａｃａａｔｒｆＥＦｒａｃｌｔｄｂｕｒｃｌｓｍｕａｉｎｏｉｈｅｎｓｈｍｅ．ｅｆｒｎｅｐｒｍｅｅｓｏＰｗｅｅｃｌｕａｅｙｎｍｅｉａｉｌｔｏｆｅｇｔｅｃｅｓ
Ｖｏ．３Ｎｏ１１１．
Ｆｅ．０２ｂ２１
药型罩参数对ＥＰ成型性能影响的灰关联分析Ｆ
尹建平，付璐，王志军，范晨阳
（中北大学机电工程学院，山西太原００５）３０１
摘要：了分析药型罩参数对爆炸成型弹丸（Ｆ）成的影响，用数值模拟方法计算出１不同方案为ＥＰ形采８种下ＥＰ成型后的性能参数，于灰理论对ＥＰ战斗部药型罩参数和成型性能参数进行了灰关联分析，到Ｆ基Ｆ得了影响ＥＰ性能参数的关联度矩阵，用关联度矩阵指导了ＥＰ战斗部的药型罩参数选择设计。数值仿Ｆ利Ｆ
（ｏｌｇｆＭｅｈｔｏｉｎｉｅｒｎ，ＮｏｔｉｅｓｔｆＣｈｎ，Ｔａｙａ３０１ＣｌｅｏｅａｒｎｃＥｇｎｅｉｇｅｒｈＵｎｖｒｉｏｉａｙｉｕｎ００５，Ｃｈｎ）ｉａ

粉末药型罩在射孔弹上的应用研究

粉末药型罩在射孔弹上的应用研究摘要：药型罩作为射孔弹最重要的组成部分之一，其材料性能直接影响着聚能效应的发挥，物理化学性能直接决定了石油射孔弹的穿深性能，因此药型罩材料的性能是影响其能力的关键。

本文采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件，对射孔弹进行了数值模拟研究，对金属粉末钨粉药型罩和紫铜药型罩射流成型和穿靶过程进行了分析。

关键词：粉末材料药型罩石油射孔弹一、引言石油射孔弹是油气田开发过程中使用的一种用于沟通油井套管和油气层的爆炸物。

其作用是在油井套管、水泥环和油气层之间产生一条油气流动的通道，使油气沿此通道进入油井套管中。

随着石油天然气开采技术的深入发展，油气层类型更复杂，为了提高油气井的产能，必须提高射孔弹的性能。

二、计算模型及材料模型1.计算模型石油射孔弹的爆炸作用过程是一种多物质相互作用的大变形运动，它包括装药爆炸、药型罩压垮、射流形成及拉伸等过程，用Lagrange方法难以准确模拟。

因此，本文采用多物质ALE方法和运动网格法来进行模拟。

而对于ALE方法而言，除了聚能装置外，还需建立足以覆盖整个射流范围的空气网格。

有限元网格模型采用1/4结构，并在模型的边界节点上施加压力流出边界条件，避免压力在边界上的反射。

计算模型采用某型射孔弹，壳体外径44mm，内径36mm，采用50°-47°锥角变壁厚药型罩。

2. 材料模型装药压装炸药，其中HMX含量为97%，其主要参数分别为：ρ=1.8g/cm3，D=7.94km/s，PCJ=31GPa，数值模拟中，炸药采用JWL状态方程来精确描述在爆炸驱动过程中爆轰产物的压力、体积和能量特性：三、计算结果分析图1给出了用LS-DYNA程序计算的粉末药型罩材料射流形成及其穿靶动态过程。

对紫铜和粉末药型罩射孔弹进行数值模拟后（图2）分析得知，粉末材料的药型罩的穿孔深度相比紫铜药型罩大大提高，模拟结果可以看出（图3）：该粉末药型罩在枪壁上产生的孔径较小，在套管上产生的射孔直径较大，这种效果更适合油田的实际开采要求。

药型罩对聚能射流速度影响的数值模拟分析

收稿日期：０６— ９— ２２０００
维普资讯
－
９・０
河南科技大学学报：自然科学版
２００７焦
元，中炸药为１０其０个单元，型罩为３０个单元，算时间为５ｓ有限元计算模型如图２所示。８药６计０Ｉ，ｘ
摘要：了研究药型罩对聚能射流破元计算程序对聚能射流形成过程进行了数值模拟。在此基础上着重应用数值模拟方法分析了药型罩锥角、型罩壁厚、型罩形状对聚能药药
维普资讯
第２８卷第２期２００７年４月
河南科技大学学报：自然科学版
ＪｕｌｆＨｅａｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ：ａｕａｃｅｃｏｍａｎｎＵｎｖｒｉｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙＮｔｒｌＳｉｎｅｏｙ
Ｖｏ＿Ｎｏ．ｌ２８２Ａｐ．ｒ２００７
文章编号：６２—６７（０７００８０１７８１２０）２— ０９— ４
药型罩对聚能射流速度影响的数值模拟分析
肖东胜戴红彬赵永玲谷青华，，，
（械２程学院ａ军械技术研究所；．础部，北石家庄０００）军／２．ｂ基河５０３
程为绝热过程。
炸药和药型罩均采用二维实体单元进行划分，划分２１０个单共６

药型罩加工误差对射流性能影响的数值模拟

图5
药型罩加工误差与射流偏移量关系
从图 5 中,在加工误差相同的情况下对比不同药型罩锥角的射流偏移量可以看出 , =20° 时射流偏移量的增加速度明显高于 =30°时的射流偏移量的增加速度。即药型罩锥角在一定范围内,可以选择较大锥角 , 以降低各种误差对射流性能的影响,对目标进行更加有效地毁伤。
图2
数值模拟模型
2.2
数值模拟方案药型罩的数值计算方案如表 1 所示。
表1 计算方案锥角/(°) 40 40 40 40 60 60 60 60 /(°) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
方案编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ
r /mm 0.025 0.05 0.075 0.1 0.025 0.05 0.075 0.1
4
0.025 mm 0.05 mm 0.75 mm 0.1 mm
结论

图4
=20°射流侵彻导引头
从图 4 可以看出,加工误差为 0.025 mm 时,射流在侵彻导引头过程中无分叉和断裂现象 , 加工误差为 0.05 mm 时,射流在侵彻导引头的过程中出现断裂;加工误差为 0.075 mm 和 0.1 mm 的情况下, 侵彻导引头的射流已经明显分为两支直径较细的射流,并且右侧分支出现断裂。从而可以得出,随着加工误差的增大 , 药型罩形成的射流会出现分叉和断裂现象。加工误差越大,分叉和断裂现象越明显。型罩加工误差对射流偏移距离影响如图 5 所示。图 5 对比了在 =20°､ =30°情况下,不同加
0.025 mm
0.05 mm
0.75 mm
0.1 mm
图3
药型罩加工误差对射流影响

药型罩加工误差对射流性能影响的数值模拟

中图分类号．ＴＪ７１４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ４８０１（２０１５）０５ — ０４５ — ０５
利用ＡＮＳＹＳ／ＬＳ＿ＤＹＮＡｔ建立某战斗部有限元结构模型，进行数值仿真。在数值模拟过程中，改
美军装备较为常用的侵彻战斗部，速度范围
为３００～７００ｍ／ｓ。本文选取５００ｍ／ｓ。１．２等效靶板的厚度
图２为数值仿真的模型，其中弹目交互角度为３０。，靶板的移动速度为５００ｍ／ｓ，炸高取值为
改以往静态垂直侵彻靶板分析，而采用运动斜靶模
型作为射流侵彻的对象，尽量做到虚拟现实，使数
体速度对其横向干扰的影响。
值模拟尽量与实际相结合，从而更有效地为军品科研和应用提供更准确的前期数据和参考。
１等效靶板模型参数的确定
本文所研究的导弹的等效靶板是以美军的
第５期
苏国晓等：药型罩加工误差对射流性能影响的数值模拟
４９
△ Ａ。＜０或△ Ａ＜Ｏ时，均能使射流头部形成一个向左
的径向速度。其主要结论如下：１）当内轴的偏移量越小，越能保证射流的质
速度保存得相对较好；２）当内外轴夹角越小的，越能保证射流的性能，其侵彻能力较好，相反，当内外轴夹角越大，致
造成滑槽体积相对较大，对靶板的损坏就越明显；

PTFE基含能药型罩射流释能特性及影响因素

time/ms
mass / g
0
4
8
12
16
20
13.0
21.5
30.0 CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
含能材料
2021 年第 29 卷第 7 期（617-624）
Байду номын сангаас
620
3.2 动态超压结果与分析含能射流在密闭测试罐内释能产生超压效应，超
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
含能材料
2021 年第 29 卷第 7 期（617-624）
618
摄，记录试验现象，拍摄频率设为 20000 帧/s。
a. schematic diagram of test arrangement
李延，王伟，张雷雷，王在成，姜春兰
3.1 高速摄像结果与分析含能罩与铝罩聚能装药在不同时刻的静爆图像如
表 2 所示，可以看出，在静爆过程中，除了炸药爆炸产生的火光之外，测试罐上方还出现一股向上喷射的火光，这是由于罐内高温高压气体从盖板穿孔泄出而造成的。从火光程度上来看，含能射流产生的火光更为明亮，且范围较大，持续时间较长，达到了 20 ms 以上，相比之下，铝射流产生的火光较为微弱，持续时间较短，在 20 ms 时火光就已基本消失。由此可以判断，含能射流在测试罐内部发生了强烈的放热化学反应，释放出大量能量。而惰性铝罩之所以也喷射出小股火光，分析认为，这是由于在静爆过程中，少量爆轰产物会不可避免的跟随射流进入罐体内部，形成超压，引发泄压效应。

粉末药型罩材料在聚能破甲中的发展

粉末药型罩材料在聚能破甲中的发展【摘要】本文主要总结了粉末药型罩材料在国内外相关领域的研究现状，详细讨论了单金属和复合金属粉末药型罩对聚能破甲的影响，指出了粉末药型罩存在的问题和发展前景。

【关键词】药型罩；粉末；聚能破甲0.引言药型罩材料是聚能效应能量的载体，其性能直接影响着射流质量的优劣。

在现代反装甲战争中，如何提高聚能射流的侵彻性能是世界各国竞相研究的课题。

解决这一问题的关键在于控制射流或弹丸的长度、形状、质量等，而其中药型罩材料的选择是关键因素之一，合适的药型罩材料可不同程度地改善战斗部的侵彻性能[1]。

本文介了近几年国内外药型罩材料的发展与现状，详细介绍了几种金属粉末在药型罩中的应用。

1.单金属粉末药型罩材料根据侵彻流体动力学理论[2]，金属射流的侵彻深度H可用下式表示：H=（v■-v■)t■(?籽■/?籽■)■ （1）式中，v■为射流头部速度；v■为射流尾部速度；t■为射流断裂前持续时间；?籽■为药型罩材料密度；?籽■为目标靶材料密度。

由式（1）可知当药型罩材料的?籽■高、v■大、延展性好时，射流在侵彻之前就能充分拉长而不断裂，此时t■的时间就相对长，最终金属射流的侵彻深度H 就随着增大。

因此若想药型罩破碎性好，侵彻能力强，我们在选择材料时就要求材料的密度高，声速大，延展性好。

常用的粉末药型罩材料有铜粉、钨粉等。

铜粉（Cu)具有密度较大(8.9g/cm3)、熔点适中(1083℃)、声速较高(4.7km/s)、塑性好、有一定的强度等特点，易于形成延展性好、不易断裂、不气化的金属射流，而且价格便宜，所以是制造药型罩的首选材料[5]。

国内的铜粉主要有两种形貌的铜粉：枝形粉和球形粉。

枝形粉的成形性好，粉末罩结合强度高，但是流动性差，易氧化，并且容易形成杵堵。

而球形铜粉价格低，流动性好，保质期长，不易于形成杵堵;但成形性差，压制的粉末罩结合强度低，易破碎。

因此在实际生产中可以合理的搭配使用，充分发挥两种粉末各自的优点。

聚能装药起爆方式对射流形成的影响

聚能装药起爆方式对射流形成的影响陈洋201607703027摘要：基于LS-DYNA的ALE算法，采用数值模拟的方法对聚能射流的形成过程进行研究，模拟起爆方式的不同对线性聚能射流成型的影响。

形象的再现了聚能射流形成的细微观过程，在中点起爆、两侧对称起爆和单侧起爆三种起爆方式下，由于爆轰波的叠加作用，两端对称起爆形成的射流速度最大；单侧起爆的爆轰波以非对称形式作用在药型罩两侧，且两侧爆轰压力峰值相差较大，故形成的射流偏离对称面运动，呈扭曲状。

数值模拟结果为聚能射流的形成机理研究提供理论参考依据。

关键词：LS-DYNA；聚能射流；起爆方式0引言聚能装药是一种特殊的装药方式，工程中常用于定向断裂爆破、爆炸切割等，军事中的破甲弹是聚能装药最常见的应用之一。

其原理是通过药型罩将炸药的爆炸能量转换成金属罩的动能，用金属射流代替气体射流，从而提高聚能药包的爆破威力。

李裕春[1]等运用DYNA2D 显式有限元程序对线型聚能射流的形成过程进行了数值模拟，探讨了线性聚能装药的诸多重要物理特性，分析结果与现有理论成果基本一致。

影响聚能射流形成效果的因素有很多，如：装药参数、药形罩外形、药形罩材料参数以及起爆方式等。

谭多望[2]等运用平面爆轰驱动理论计算大锥角装药的药型罩加速过程，再结合射流分析理论，建立了大锥角聚能射流理论计算方法，为大锥角罩装药设计提供了有效的理论工具；顾文彬[3]等运用数值计算的方法研究了不同药罩材料射流形成效果，通过正交优化设计分别得到了紫铜和纯铁药罩的最佳结构参数。

为了研究装药起爆方式对射流形成效果的影响，采用数值模拟的方法，探究聚能装药不同起爆方式下，金属射流形成效果及形态，为聚能装药的设计提供依据。

1聚能射流形成理论Birkhoff等人(1948)首先系统地阐述了聚能装药射流形成理论。

他们假设：（1）在药型罩压合过程中，爆轰波产生相当大的压力，以致药型罩材料的强度可以忽略不计。

（2）在爆炸高压下药形罩金属为理想(无粘性)不可压缩流体。

聚能装药超细晶纯铜药型罩性能研究

２０１７．０３・７２・
３６（３）
聚能装药超细晶纯铜药型罩性能研究
闫超，黄正祥，祖旭东，肖强强，贾鑫
（南京理工大学机械工程学院，南京２１００９４）摘要：为了实现真正意义上的超细晶，利用剧烈塑性变形的方法将纯铜材料的晶粒组织进行细化。应用
ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔａｎｄ — ｏｆｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｊｅｔｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｔｗｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗａｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｐｕｒｅｃｏｐｐｅｒｍａｔｅｒｉａ１．ＴｈｅＡＮＳＹＳ／ＬＳ — ＤＹＮＡｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔＳＯｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｊｅｔｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ４５ｓｔｅｅｌｔａｒｇｅｔｐｌａｔｅｐｒｏｃｅｓｓｂｙｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｃｏｐｐｅｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｌｉｎｅｒａｎｄｕｌｔｒａ — ｉｎｆｅｇｒａｉｎｅｄｃｏｐｐｅｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｌｉｎｅｒ．Ａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｌｅｃｔｏｆｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｎｔｈｅｂｒｅａｋｔｉｍｅｏｆ｛ｅｔ．Ｓｔｕｄｙｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｐｏｗｅｒｂｅｔｗｅｅｎｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｃｏｐｐｅｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｌｉｎｅｒａｎｄｕｌｔｒａ — ｉｆｎｅｇｒａｉｎｅｄｃｏｐｐｅｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｌｉｎｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｎｄ－ｏｆｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．

某双锥形药型罩性能参数灰关联分析

1.2 材料模型及相关参数
如表 1 所示，炸药材料为 Octol，采用 JWL 状态方程来描述炸药爆轰产物的膨胀过程。4 种药型罩材料统一选取 Shock 状态方程和 Steinberg-Guinan 模型(参数见表 2)，以描述其在炸药爆轰波作用下的动态响应。壳体材料为 Al-2024-T4，选用 shock 状态方程和 Johnson-cook 本构模型。
作为形成金属射流的母体，药型罩的结构参数 (如药型罩的锥角、壁厚，材料的密度、塑性等)将直接影响射流的形态及相关参数，进而关系到射流的侵彻效果[4]。为了达到提升射流侵彻能力或者改善射流性能的目的，需要对药型罩结构参数进行相应的设计与分析。在分析方法上，灰关联系统理论由于具有针对小样本不确定数据分析上的独特优势，被时常运用于对聚能装药的分析研究中[5-6]。
·82·
兵工自动化 Ordnance Industry Automation
2020-03 39(3)
doi: 10.7690/bgzdh.2020.03.018
某双锥形药型罩性能参数灰关联分析
邵彬，张国伟，韩文斌，曹鹏
(中北大学机电工程学院，太原 030051)
摘要：为提升射流侵彻能力及改善射流性能，对双锥形药型罩性能参数进行灰关联分析。利用 AUTODYN 有限元分析软件模拟射流成型过程，使用多种无量纲化方法对数据进行处理，运用灰关联理论分析药型罩 5 种结构参数对射流头部速度和射流长度的影响。分析结果表明：药型罩材料密度、小锥角罩锥角和上罩高占比是影响射流的主要因素，聚能装药的研究需要选择合适的无量纲化处理方法，才能得到最优的关联度排序。
型罩的压垮、射流的形成和拉伸。笔者利用流体动力学计算软件 autodyn 对双锥罩射流的成型过程进行仿真计算。除了壳体为拉格朗日网格外，其余部分皆以欧拉网格进行计算，用以描述聚能射流成型的高应变、高应变率过程。空气域边界类型定义为 Flow-Out，使所有物质可以流出，来模拟无限空间，确保仿真的真实性[7]。单元使用多物质 ALE 算法，同时为减小计算量，整个仿真过程采用 2 维轴对称模型。

影响大孔径粉末药型罩性能的几个主要因素

影响大孔径粉末药型罩性能的几个主要因素摘要：大孔径粉末药型罩的研究相对较少, 设计和试验难度相对较大，通过混凝土靶试验, 对大孔径粉末药型罩研制过程中的几个主要因素进行分析, 研究表明影响大孔径粉末药型罩的主要因素是基本结构、成分与颗粒级配以及药型罩成型工艺, 通过控制调整这些主要因素, 可以改善大孔径粉末罩的性能, 达到设计要求。

关键词：粉末药型罩；影响因素；穿孔目前，人们主要针对粉末材料的颗粒形状、粒度和孔隙度等对粉末药型罩性能的影响进行研究。

粉末药型罩的一些固体润滑添加剂对其性能有较大影响，而人们对其关注程度却不高。

为了达到这个目的，大多数石油射孔弹都利用粉末冶金材料作为药型罩材料。

药型罩材料作为聚能效应能量载体，其性能直接影响着聚能射流的行为特征，如射流速度、射流密度以及连续射流长度等。

因此，对影响粉末药型罩性能的各种因素进行分析以提高侵彻性能一直是人们研究的热点。

一、慨述对高穿深聚能射孔弹的研究较为成熟和深入, 相比而言, 对大孔径射孔弹研究较少。

对于大孔径聚能射孔弹药型罩, 由于它的微元锥角变化范围很大(在罩顶部区域时的罩微元锥角2α≥160°, 过渡到罩口部区域时的罩微元锥角2 α≤20°), 这不仅使粉末药型罩的轴向密度容易出现不均匀性, 而且也增加大孔径粉末药型罩成型难度。

在这种情况下, 目前仍有一些研制与生产单位采用纯铜板罩作为大孔径射孔弹药型罩。

对大孔径粉末罩究竟是适于采用铜板罩还是粉末罩, 是仁者见仁,智者见智。

然而, 作为粉末药型罩, 它具有生产效率高、配方可调、无杵堵等优点, 具有铜板罩无可比拟的研究潜力, 虽然粉末药型罩与纯铜板罩相比, 在研制和制造时增加了一些影响因素, 但对于粉末药型罩, 只要抓住它的主要因素, 并设法解决它的缺陷和不足, 扬长避短, 就可以研制出符合标准、性能稳定的高性能射孔弹。

本文通过对大孔径粉末药型罩的主要影响因素进行分析、研究, 并通过对这些主要因素的研究和控制, 最终研制出符合标准、高性能的大孔径聚能射孔弹。

药型罩参数对EFP成型性能影响的灰关联分析

药型罩参数对EFP成型性能影响的灰关联分析尹建平;付璐;王志军;范晨阳【摘要】为了分析药型罩参数对爆炸成型弹丸(EFP)形成的影响,采用数值模拟方法计算出18种不同方案下EFP成型后的性能参数,基于灰理论对EFP战斗部药型罩参数和成型性能参数进行了灰关联分析,得到了影响EFP性能参数的关联度矩阵,利用关联度矩阵指导了EFP战斗部的药型罩参数选择设计.数值仿真结果表明:影响EFP速度的主要因素依次为药型罩维角、材料密度、壁厚,影响EFP长径比的主要因素依次为药型罩材料密度、锥角、壁厚,而且基于灰关联分析结果设计的40 mm EFP战斗部,可以形成高速且具有良好气动外形的EFP,利于提高战斗部毁伤性能.%To analyze the influence of liner and charge on the forming of the explosively formed penetrator (EFP) , performance parameters of EFP were calculated by numerical simulation of eighteen schemes.Grey incidence analysis between performance and liner parameters of EFP warhead were conducted by grey theory, and the grey incidence matrices which influence performance parameters of EFP were acquired. The liner parameters of EFP warhead were designed using the grey incidence matrices. Numerical simulation results show that the primary influence factors on the velocity of EFP is followed by the angle of liner, the density of liner and the thickness of liner,that the primary influence factors on the Length-diameter Ratio of EFP is followed by the density of liner,the angle of liner and the thickness of liner,and that the designed 40 mm EFP warhead applying the result of grey incidence analysis can form EFP with goodaerodynamic shape and high speed and improve EFP warhead damage performance.【期刊名称】《解放军理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(013)001【总页数】5页(P101-105)【关键词】爆炸力学;爆炸成型弹丸;灰关联分析;药型罩【作者】尹建平;付璐;王志军;范晨阳【作者单位】中北大学机电工程学院,山西太原030051;中北大学机电工程学院,山西太原030051;中北大学机电工程学院,山西太原030051;中北大学机电工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TJ410.1爆炸成型弹丸EFP（explosively formed penetrator）战斗部技术是一种采用大锥角药型罩、球缺形药型罩等聚能装药，在爆轰波作用下压垮或翻转形成高速柔性弹丸毁伤目标的新技术［1］。

药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响

药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响周鹏;李如江;方志坚;王建波【摘要】针对线型聚能装药制造过程中常见的药型罩和药柱不同轴情况,采用侵彻试验,结合有限元软件对非对称线型聚能装药射流的形成和侵彻进行了三维数值模拟.研究结果显示对于此结构和尺寸的线型聚能装药,当药型罩轴线与装药轴线偏移距离为1mm时,侵彻宽度增加了12％,侵彻深度相比对称情况降低了约58％.当药型罩与聚能装药的偏离距离为1mm,且同时存在5°的夹角时,射流侵彻形成三个主体切槽,开坑宽度为17.4mm,侵彻深度比对称情况降低了74％.随着药型罩和装药不对称程度的增加,射流在靶板上的侵彻宽度以及侵彻中心偏移装药轴线的距离增加,穿深降低.【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】4页(P87-90)【关键词】爆炸力学;线型聚能装药;不对称;射流;侵彻【作者】周鹏;李如江;方志坚;王建波【作者单位】中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051;中国兵器工业第52研究所,山东烟台290014;中国兵器工业第52研究所,山东烟台290014【正文语种】中文【中图分类】O385;TJ410.3330 引言线型聚能装药(linear shaped charge，LSC)被起爆后，高压爆轰产物驱动药型罩高速向其轴线汇聚形成片状射流和杵体，广泛用于船体切割、建筑石方开采、油气开采和切割爆破等领域。

在聚能装药的部件制造和组装过程中由于受到工艺水平限制而产生不对称，不对称因素会导致射流形成过程中产生横向速度，使聚能射流的侵彻性能降低。

近二十年来人们对非对称锥形聚能装药射流的形成进行了大量的理论和试验研究。

Brown[1－2]使用X光照相技术研究了偏心起爆对聚能射流横向速度的影响并给出了射流偏转角计算模型。

Kelly[3]假设非对称条件下形成射流和杵体处于同一直线上，结合Randers-Pehrson的罩微元指数加速公式，给出了壳体和药型罩几何尺寸不对称时聚能射流形成的分析模型。

药型罩切分方式对射流形成影响的数值模拟

药型罩切分方式对射流形成影响的数值模拟雷伟;吕春玲;刘媛媛;吴鹏【摘要】为了研究药型罩切分方式对其形成射流性能的影响,利用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对横向切分和纵向切分的药型罩以及未切分药型罩在爆轰波作用下形成射流的过程以及对45号板的侵彻能力进行了数值模拟,比较了不同切分方式的药型罩在爆轰波作用下形成射流的形状、头尾部速度、拉伸长度和抗拉伸性能及其对45号钢板的侵彻能力.结果表明,在相同装药条件下,横向切分药型罩相比纵向切分药型罩的头部速度提高约220 m/s,且抗拉伸性能更好,对45号钢板的侵彻深度提高约3.26 cm;横向切分药型罩相比未切分药型罩的头部速度提高约360m/s,对45号钢板的侵彻能力提高约5.62cm.%To study the effect of different segmentation methods of shaped charge liner on the formation of jet,the numerical simulation of the formation process of jet under the effect of detonation wave for different segmentation methods of shaped charge liner,including horizontal segmentation and longitudial segmentation,shaped charge liner without segmentation,and the penetration ability to 45 # steel plate were performed by employing numerical simulation software ANSYS/LS-DYNA.The shape and head to tail speed of jet,stretching length and tensile properties formed under the effect of detonation wave for different segmentation methods of shaped charge liner and its penetration to 45 # steel target plate were compared.Results show that under the same charge conditions,compared to longitudial segmentation type shaped charge liner,the head speed of horizontal segmentation type shaped charge liner improves by about 220m/s and its tensile performance is better,the penetration depth to 45 # target plate increases by about 3.26 pared with shaped charge liner without segmentation,the head speed of horizontal segmentation type shaped charge liner improves by about 360 m/s,and the penetration depth to 45 # steel target plate increases by about 5.62 cm【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2017(040)005【总页数】5页(P102-106)【关键词】药型罩;射流;数值模拟;切分方式;侵彻;破甲战斗部【作者】雷伟;吕春玲;刘媛媛;吴鹏【作者单位】中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051;中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051;中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051;中北大学环境与安全工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O358药型罩作为破甲战斗部的核心部件之一，其形状变化对破甲能力有着巨大的影响[1-2]。

辅助药型罩对射流性能的影响

辅助药型罩对射流性能的影响
樊金欣;焦志刚;马辰昊
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】辅助药型罩结构能实现超聚能效应,有效地提高破甲威力。

为了研究辅助药型罩对射流性能的影响,设计一种辅助型双锥药型罩,通过AUTODYN数值模拟的方法,分析辅助药型罩材料和结构对射流性能的影响。

结果表明,当主药型罩采用铜,辅助药型罩材料为钨时,射流综合性能优异;设计主药型罩大锥角70°,小锥角40°,壁厚2 mm,辅助药型罩厚度在2~6 mm时,随着厚度增加,射流性能改善,6 mm时射流性能最佳,辅助药型罩直径在20~28 mm时,26 mm时射流综合性能最佳。

【总页数】4页(P59-62)
【作者】樊金欣;焦志刚;马辰昊
【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.2
【相关文献】
1.辅助药型罩材料对超聚能射流性能影响的数值模拟
2.辅助药型罩材料对线型聚能射流性能\r影响的数值仿真
3.辅助药型罩材料对截顶药型罩形成高速射流的影响
4.截顶辅助药型罩对椭球罩射流成型影响研究
5.辅助药型罩尺寸大小对半球形药型罩射流成型影响的数值模拟
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