锥角罩和球缺罩形成EFP的速度对比研究
圆锥-球缺药型罩聚能战斗部结构优化设计
圆锥-球缺药型罩聚能战斗部结构优化设计❋周方毅;詹发民;吴晓鸿;商海铭;马蒙蒙【摘要】针对现代舰船抗爆炸与冲击能力的日益提升,提出了一种圆锥-球缺组合药型罩聚能战斗部在鱼雷上的应用,建立了该战斗部水中接触爆炸钢质靶板的力学物理模型,并通过试验对数值模拟结果进行了验证性研究。
采用正交设计方法,设计了16种不同参数的圆锥-球缺聚能战斗部的结构,利用该模型进行了数值计算,得到了战斗部的最佳结构,为高效聚能战斗部的设计提供了理论依据。
%A kindof tapered and spherical combined liner shaped charge warhead was designed, for that anti-explosion and shock resistance of modern ships is improved increasingly. The physics model of this warhead underwater contact blasting to steel target was built, and numerical simulation result was validated by using test. The structures of tapered and spherical combined liner shaped charge warhead were planned by orthogonal design with 16 kinds of different parameters. Numerical simulation was done by using the above model, and the best structure of warhead was gotten, which supplied theoretical basis for design of high-powered shaped charge warhead.【期刊名称】《爆破器材》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P43-47)【关键词】聚能战斗部;结构优化;正交设计;爆炸成型弹丸【作者】周方毅;詹发民;吴晓鸿;商海铭;马蒙蒙【作者单位】海军潜艇学院防险救生系山东青岛,266042;海军潜艇学院防险救生系山东青岛,266042;海军潜艇学院训练部山东青岛,266042;海军潜艇学院防险救生系山东青岛,266042;海军潜艇学院防险救生系山东青岛,266042【正文语种】中文现代舰船的抗爆炸与冲击能力随着科技的进步而日益增强:壳体材料采用高强度合金钢,壳体结构一般采用双层壳体或者复合结构[1]。
阶梯式旋转EFP成形机理的数值研究
2 Or n n eBue u d a c ra ,Ge ea ma n sDe a t n ,Be ig 1 0 8 ,C ia n rIAr me t p rme t rn 0 0 1 h n )
Ab t a t Usn h a d r s a e h r el e rs mme r o c v n o v x s r c u e me h d;t i t o e e o e pn sa sr c : i g t e l d e h p d c a g i a y n t i c n a ea d c n e t u t r t o c h sme h d d v l p d a s i- t —
1 计 算 模 型 及 物 理 参 数
1 1 以下假 设 : 弹丸 为均 匀连 续
介 质 , 个 冲 击 过 程 为 绝 热 过 程 , 计 空 气 阻 力 , 考 整 不 不
( s e ia e 2) ph rc ls gm e ts pe a g i rf m i g i te h n ngl. n ha d ch r e lne or n s be t r t a a e
Ke wo d :a d r h p d ;EFP;s i — t b l e ;sm u a in y r s ld e —s a e p n s a i z d i lto i
tl o mig s a ea d v lct n rw WOc n lso : 1 ld e h p dc a g ie a o a l O tep oe t efyn tbly i fr n h p n eo i a dd e t o cu in ( )a d rs a e h r el ri f v r bet h rjci ligsa it . e y n s l i
变壁厚球缺罩爆炸成型弹丸成型性能的数值模拟
E P具 有 对 炸 高 不 敏 感 , 用后 效 大 等 特 点 , F 作 目前 已经 成为 弹药工 程领域 研究 的热点 。 E P成 对 F
( 放 军 理 工 大 学 工 程 兵 工 程 学 院 , 苏 南 京 2 OO ) 解 江 1 O 7
摘 要 : 了研 究 变壁厚球 缺 罩 E P的成 型规 律 , 过 对 不 同罩壁厚Байду номын сангаас梯度 、 为 F 通 罩壁厚 和装 药长度 条 件下 E P F 成 型的数值 模拟 , 到 了药型 罩顶 口壁厚 差 / 、 得 罩顶 厚 / D 和装 药 长径 比 Ⅳ 等 无量纲 参数 与 E P密 实度 F
ton lw alt c e she iph rc llne i a — l—hikn s m s e ia i r,EFP or i g pr c s e t ra i na al t c f m n o e s s wih va ito lw l—hikne s g a i n , s r d e t w a lt c e s a h a i f l n t e s s dim e e fc r e w e e sm u a e l—hikn s nd t e r to o e g h v r u a t r o ha g r i l t d. The i l e c m e nfu n e ofdi n—
关 键 词 : 炸 成 型 弹 丸 ; 壁 厚 球 缺 罩 ; 值 模 拟 爆 变 数
中 图分类号 : 5 03 8
文献 标识 码 : A
Nu e i a n es i ato n EFP f r i g p f r a c ih m rc liv tg i n o O m n ero m n e w t v i to alwal-h c n s h ara i n _ ‘ lt i k es em ip e ial i e — s h rc n r I
贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP的数值模拟
第22卷第3期2010年9月弹道学报Jour nal of BallisticsVo l.22N o.3Sep.2010收稿日期:2009-09-08作者简介:左振英(1982-),男,工程师,研究方向为终点效应与目标毁伤技术.贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP 的数值模拟左振英,李伟录(中国兵器工业第二 八研究所,北京,102202)摘要:带有斜置尾翼的爆炸成型弹丸(EFP)在长炸高条件下具有良好的飞行稳定性.为研究药型罩成型斜置尾翼EF P 的方法,设计了一种贴片结构,将其粘在球缺药型罩的内表面,在中心起爆装药的情况下,获得了带有斜置褶皱尾翼的EF P;分析了贴片结构参数对斜置尾翼EFP 成型的影响.结果表明,通过增大贴片的豁口张角、豁口内径,适当减小贴片的厚度,可以提高EFP 斜置尾翼的斜置角度.关键词:球缺药型罩;爆炸成型弹丸;斜置尾翼;数值模拟中图分类号:T J410.3 文献标识码:A 文章编号:1004 499X(2010)03 0073 05Numerical Simulation on EFP With Canted Fins Formedfrom Spherical Segment Charge Liner With FlakeZU O Zhen ying ,LI Wei lu(No.208Research Ins titute of C hina S outh Indus tries Group,Beijing 102202,Ch ina)Abstract:An ex plosively formed penetrato r(EFP)w ith canted fins has the advantages of stable flig ht under the conditions of long stand off distance.T o study the method of obtaining EFP with canted fins,a flake structure w as designed,w hich w as bonded to the internal sur face of spher ical segm ent char ge liner.An EFP w ith canted fins w as o btained w hen the charg e w as detonated at the center point;the influence of the flake str ucture par am eter on the EFP for mation w as ana ly zed.The r esult sho w s that the canted ang le of fins can increase thro ug h increasing the angle and inner diam eter o f the flake s breach and decreasing the thickness of flake.Key words:spherical seg ment charg e liner;ex plo sively form ed penetrator;canted fins;num er ical simulatio n爆炸成型弹丸(EFP)战斗部可应用于末敏弹与灵巧弹药,这些弹药要求成型的EFP 具有远距离飞行并摧毁目标的能力.为了提高EFP 的远距离稳定飞行能力,采用的办法是:在EFP 成型过程中,其尾部形成一个带有褶皱的尾翼,能够保证EFP 在飞行到较远距离(通常可达1000倍装药口径)仍能准确命中目标,并且不发生翻转.同时,有些学者利用特殊设计方法使成型EFP 的尾翼褶皱与EFP 轴线成一定角度,即斜置褶皱尾翼EFP,改善了弹丸加工过程产生的不对称干扰因素,使EFP 在飞行过程中产生旋转,飞行更稳定[1~4].本文设计了一种贴片结构,将其粘在球缺药型罩的内表面,在中心起爆装药的情况下,获得了带有斜置褶皱尾翼的EFP,分析了这种贴片结构参数对EFP 斜置尾翼的影响.1 药型罩及贴片结构采用球缺药型罩,如图1所示,图中,D 1为球缺药型罩底部直径,R 1为药型罩内圆半径,R 2为药型罩外圆半径,d 为药型罩顶部壁厚.弹道学报第22卷图1 球缺药型罩结构贴片结构是在薄壁球缺罩的基础上,在薄壁球缺罩的底部沿圆周方向铣有6个豁口.贴片的结构如图2,图中,D2为贴片的底部直径, 为贴片的豁口张角,R为贴片的豁口内径, 为贴片厚度.图2 贴片结构这样,粘有贴片结构的球缺药型罩整体上构成了一个异型的球缺药型罩,这个异型的球缺罩底部壁厚周期性地减薄.装药爆轰后,爆轰压力压垮药型罩的过程中,药型罩底部周边微元就获得了一个周期性变化的压垮速度.压垮速度的差异强制药型罩的边沿形成了有规律的翘曲,即褶皱尾翼.为分析这种贴片结构参数( ,R, )对成型EFP 的斜置尾翼的影响,本文进行了数值模拟研究.药型罩及贴片结构参数见表1.表1 药型罩及贴片结构参数D1/mm R2/m m D2/m m(d+ )/mm /(!)R/mm /mm 10072.24100515~4543~460.1~0.52 理论分析装药爆轰压垮药型罩的过程中,考虑药型罩上一微元,其厚度为 1,密度为,该微元的表面积d S,微元的单位法向矢量与药型罩的径向矢量夹角为!,作用于微元上的气体产物压力为p,则罩微元获得的最终压垮速度在轴向与径向上的速度分量分别为v x=p sin!/( 1d S)v r=p cos!/( 1d S)式中,下标x,r分别表示轴向与径向分量.现将粘有贴片结构的球缺药型罩理解为一个异型的球缺药型罩,该药型罩底部壁厚周期性地减薄.考虑形成EFP尾翼的药型罩的底部球带部分的罩微元,p, !,,d S相等的情况下, 1越小,则v x与v r越大,该微元压垮运动得快,最终形成褶皱尾翼的凹陷部分.3 仿真模型的建模贴片球缺药型罩是三维结构,不能处理为轴对称问题,所以采用整体模型建模.模型由炸药、球缺药型罩和贴片结构组成,均采用Lag rang e网格建模.为了简化模型,不考虑球缺药型罩与贴片结构的接触问题,直接将球缺药型罩与贴片结构处理为共面,划分网格时2种材料即为共节点.炸药与药型罩之间采用滑移接触算法.模型如图3所示.图3 EFP装药模型图炸药选用RDX炸药,材料模型选用H IGH_ EXPLOSIVE_BURN本构关系和JWL状态方程;药型罩选用紫铜材料,材料模型选用ST EINBERG 本构关系和GRU NEISEN状态方程;贴片选用紫铜材料,材料模型选用ST EIN BERG本构关系和GRU NEISEN状态方程.4 仿真结果的分析数值模拟计算过程中使用小型重启动分析,炸药中心单点起爆40∀s后,爆轰基本完毕,删除炸药模型,删除炸药与药型罩直接的滑移接触算法.药型罩与贴片继续压垮变形,至200∀s时刻,典型的EFP成型情况如图4所示.图4选取的贴片参数: =0.2mm, =30!,R=45mm.图4 斜置尾翼EFP成型效果图74第3期左振英,等 贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP 的数值模拟可见,球缺药型罩粘贴本文设计的贴片结构,使得这个复合的异型球缺药型罩底部壁厚周期性地减薄,引起了药型罩底部微元压垮速度的周期性变化,最终成型的EFP 获得了6片斜置尾翼,这证明了本文贴片球缺药型罩获得斜置尾翼EFP 的可行性.4.1 贴片豁口张角 对成型斜置尾翼EF P 的影响将贴片结构的豁口内径R 、贴片厚度 设定为定值,取R =45mm , =0.2m m ,变动贴片结构的豁口张角 ,得到不同斜置尾翼的EFP.斜置尾翼后视图如图5所示.图5 改变贴片豁口张角 时EFP 斜置尾翼后视图由图5可见,随着 的增大,成型EFP 的6片褶皱尾翼偏转变形增大,6片尾翼的径向圆半径减小,飞行时受到的阻力变小.EFP 侵彻弹头长度L 、斜置尾翼高度h 、斜置尾翼厚度b 、斜置尾翼斜置角#随 的变化规律如图6所示.图6 贴片豁口张角 对EFP 成型的影响图6中,随着贴片豁口张角 的增大,成型EFP 斜置尾翼斜置角#近似呈线性增长,这对于提高EFP 飞行旋转速率,提高EFP 的远距离命中精度是有利的.而EFP 的侵彻弹头长度虽然呈递减趋势,但变化不大,对于EFP 的破甲威力影响不大.4.2 贴片豁口内径R 对成型斜置尾翼E FP 影的响将贴片结构的豁口张角 、贴片厚度 设定为定值,取 =45!, =0.2mm .变动贴片结构的豁口半径R ,得到不同斜置尾翼的EFP ,其斜置尾翼后视图如图7所示.图7 改变贴片豁口内径EFP 斜置尾翼后视图由图7可见,随着贴片豁口内径R 的增大,成型EFP 的6片褶皱尾翼偏转变形增大,除R =43mm 时6片尾翼的径向圆半径略大外,其余差异不大.EFP 侵彻弹头长度L 、斜置尾翼高度h 、斜置尾翼厚度b 、斜置尾翼斜置角#随R 的变化规律如图8所示.图8 贴片豁口内径R 对E FP 成型的影响75弹道学报第22卷图8中,EFP 尾翼高度h 随贴片豁口内径R 呈波动变化趋势,这是因为球缺药型罩成型EFP 过程中,存在实常数D 3,如图9,将药型罩分为顶部球缺与底部球带两部分:顶部球缺成型EFP 的实体侵彻部分,底部球带成型EFP 的尾翼部分.本组的4个算例,变动贴片豁口内径R,D 3影响不大;只是由于网格划分的原因,导致形成尾翼的单元数目不同,所以EFP 尾翼高度h 略有波动.本组算例中,D 3介于78.57~87.14m m 之间.图9 球缺药型罩成型E FP 侵彻头部与尾翼分界示意图因为本组的4个算例中2R >D 3,所以R 增大,成型EFP 的药型罩微元之间的速度差异越大,尾翼的褶皱变形就越大,斜置尾翼斜置角#也就越大.4.3 贴片厚度 对成型斜置尾翼EFP 的影响将贴片结构的豁口张角 、豁口内径R 设定为定值,取 =30!,R =45m m .变动贴片结构的厚度 ,得到不同斜置尾翼的EFP,其斜置尾翼后视图如图10所示.图10 改变贴片厚度时E FP 斜置尾翼后视图由图10可见,增大贴片厚度,成型EFP 的6片褶皱尾翼偏转变形增大,6片褶皱尾翼的径向圆半径显著减小,飞行时受到的阻力变小.EFP 侵彻弹头长度L 、斜置尾翼高度h 、斜置尾翼厚度b 、斜置尾翼斜置角#随 的变化规律如图11所示.贴片厚度 增大,EFP 斜置尾翼斜置角#反而逐渐减小.这是因为,贴片厚度 增大,药型罩底部成型EFP 尾翼的罩微元速度差异增加剧烈,6片褶皱尾翼的径向圆半径显著减小,其减小速度大于EFP 的尾翼高度h 的减小速度,最终导致EFP 斜置尾翼斜置角#逐渐减小.因此,从提高EFP 飞行旋转率的角度,贴片厚度 不宜设计得过大.图11 贴片厚度 对E FP 成型的影响5 结论∀球缺药型罩粘贴底部圆周周向上铣有6个豁口的贴片结构,装药中心单点起爆的情况下,能够成型带有6片斜置尾翼的EFP .#分别增大贴片的豁口张角 、贴片厚度 ,EFP 的侵彻弹头长度略有减小,减小幅度在1%以内;变换贴片的豁口内径R,EFP 的侵彻弹头长度略有增大,增大幅度在5%左右.∃适当增大贴片的豁口张角 、豁口内径R ,适当减小贴片的厚度 ,对提高贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP 的尾翼斜置角度是有利的.参考文献[1] DAVID B,RICH ARD F,WILLIAM N,et al.Dual modew arhead technology for futuresmart munition s[C].19th In ternational Symposium of Ballistics.Interlaken,Sw itzerlan d:IBC,2001.[2]李伟兵,王晓鸣,李文彬,等.药型罩结构参数对多模毁伤元形成的影响[J ].弹道学报,2009,21(1):19-23.L I W ei bing,W ANG Xiao ming,LI Wen bin,et al.Effect of76第3期左振英,等 贴片球缺药型罩成型斜置尾翼EFP的数值模拟liner configuration parameter on form ation of m ultimode pen e trator[J].Jou rnal of Ballistics,2009,21(1):19-23.(in Chin ese)[3]门建兵,蒋建伟,万丽珍.带尾翼EFP形成的三维数值模拟研究[J].北京理工大学学报,2002,22(2):166-168.M EN Jian b ing,JIANG J ian w ei,WAN Li Zhen.3D numeri cal s imulation research on th e formation of explos ively form ed pen etrator w ith fin s[J].J ou rnal of Beijing U nivers ity of T ech nology,2002,22(2):166-168.(in Chinese)[4]赵慧英,沈兆武,李成兵,等.带尾翼爆炸成型弹丸的新技术[J].含能材料,2006,14(2):102-104.ZH AO H ui yi ng,SH EN Zhao wu,LI Cheng bi ng,et al.A neww ay of explosively formed penetrator with stabilizing fins[J].Chi n ese J ournal of Energ etic M aterial,2006,14(2):102-104.(in Ch ines e)[5]时党勇,李裕春,张胜民.基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显示动力分析[M].北京:清华大学出版社,2005.S HI Dang yong,LI Yu chun,ZH ANG Sh eng min.Explicit dyn amic analysis b as ed on ANSYS/LS DYNA8.1[M].Bei jin g:T singh ua University Press,2005.(in Chinese)[6]隋树元,王树山.终点效应学[M].北京:国防工业出版社,2000.SUI Shu yuan,WANG Shu s han.Terminal ballistics[M].Beijin g:Nation al Defens e Industry Press,2000.(in Chinese)(上接第45页)击起始位置(在图中已标出).每个射击循环有3个过程反映在曲线的变化中,即火药燃气作用、子弹射击时产生的后坐力和自动机复位.在图9中可看出俯仰角位移变化曲线,前3发的位移曲线是一个逐步增大的过程,说明射击过程中不受射手任何影响,但在第3发以后,由于人的主观能动作用,位移曲线逐渐变小,并且向相反方向运动,最后趋于平稳的波动,这说明了枪的射击精度与人的情绪、心理状态有较大的关系;∃从图8、图9可得知,侧偏角的最大角速度为0.024r ad/s,反向最大角速度为0.015rad/s,最大角位移为0.0031rad,俯仰角的最大角速度为0 337rad/s,并且反向最大速度也可达0.311rad/s,俯仰角的最大位移为0.025rad,反向最大位移小于-0.0087rad.俯仰角速度图中在第1发和第2发之间有一个较大的突变,在实际试验过程中,当射手开始射击时,精神都比较紧张,当第1发射击时,突然有个跳变(特别是接触握把和护木部位),俯仰变化很大,不受主观控制,多名射手进行试验,都出现类似情况,经分析这应该是干扰信号引起的,不能作为测定值,当然角位移变化大小还与射手的控枪能力有关.总体上说,该测量方法得到的测量结果,大体上还是可信的,能够表征出枪身的运动过程.对分析枪械的运动特性和建立数学模型有一定的借鉴意义.参考文献[1] 张福学.压电晶体陀螺[M].北京:国防工业出版社,1981:3-9.ZH ANG Fu xu e.Piezoelectricity peg top[M].Beijing:Na tion al Defens e In dustry Pr ess,1981:3-9.(in C hinese) [2]王亚平,徐诚,郭凯,等.人枪系统建模及数值仿真研究[J].兵工学报,2002,23(4):551-555.WANG Ya ping,XU Cheng,GUO Kai,et al.Sy stem model ing and valu e simu lating of man gun[J].Acta Arm amentarii, 2002,23(4):551-555.(in Chin ese)[3]包建东.人-枪相互作用试验研究[D].南京:南京理工大学,2007:29-30.BAO J ian dong.M an gun interactional experimental research[D].Nanjing:Nanjing U nivers ity of Science&Techn ology,2007:29-30.(in Chinese)[4]李庆扬,关治,白峰杉.数值计算原理[M].北京:清华大学出版社,2002:109-115.LI Qin g yang,GU AN Zhi,BAI Feng sh an.Value calculatin g law[M].Beijin g:T singh ua U nivers ity Press,2002:109-115.(in Chinese)77。
球缺型EFP战斗部结构优化设计研究
研 究 。分析 了战斗 部 结构参 数 对 E P成 型性 能 的 影 响规 律 , 化 得 到 了 口径 为 66 m 的 变 F 优 t5m ,
壁 厚球 缺型 E P装 药结构 方案 。该 装 药形成 的 E P速度 约为2 5k / 、 F F , m s 长径 比约 为 3 1 , 应 .5 对 方案 的 E P外形 及速度 的 x光试 验 结果 与仿 真计 算结 果吻合 较好 。 F 关 键词 : 球缺 型 罩 ; F E P战斗部 ; 交优 化 ; 正 X光 试验 中图分 类号 : 5 O38 文章 编号 :0 5— 8 0 2 0 ) 2— 15一 6 10 9 3 ( 0 8 O 0 6 O
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第3 2卷 第 2期
南 京理工 大学 学报 ( 自然科 学版 )
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20 08年 4月
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球 缺 型 E P战 斗 部 结 构 优 化 设 计 研 究 F
顾 文彬 , 刘建 青 , 唐 勇 , 向平 , 郑 瞿洪荣
( 放 军 理 工 大 学 _ 程 兵工 程学 院 , 苏 南 京 20 0 ) 解 [ 江 10 7
摘 要 : 文采 用正 交优 化设 计 方法 , 用数 值 模 拟手 段 , 该 利 对球 缺 型 E P战 斗部 优 化 设 计 进行 F
的不 断增强 , 迫切 需要 设计 速度 更高 、 长径 比和 比
动 能更 大 的高 性 能 E P 以满 足 武 器 系 统 威 力设 F, 计 的要 求 。 E P战斗 部 的药 型 罩 主 要 有 大锥 角 罩 、 缺 F 球
爆炸成型弹丸简介及其成形性能研究
爆炸成型弹丸简介及其成型性能研究一. 引言聚能装药战斗部主要用来贯穿和破坏某些特殊的目标,如车辆、指挥所等典型结构。
对目标的破坏是借助于高速弹丸贯穿体在目标相当小的面积上沉积大量动能来实现的。
战斗部主要由金属药型罩、壳体、炸药装药和起爆序列组成.装药爆炸后,爆炸产物产生足够的压力加速大锥角药型罩,从顶部发生翻转,形成高速弹丸,简称EFP。
爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile)简称EFP,又称自锻破片,是通过金属药型罩的塑性变形而形成的依靠炸药化学能转变而得来的动能侵彻目标的类似弹丸的高速侵彻体。
与普通破甲弹相比,爆炸成型弹丸有以下优点:(1)对炸高不敏感。
普通破甲弹对炸高敏感,炸高在2~5倍弹径时破甲效果较好,而炸高10倍弹径以上时破甲效果明显降低。
由于爆炸成型弹丸爆炸形成的是弹丸,不像射流容易拉长或断裂,所以对炸高不敏感,在几十倍弹径的炸高下仍能有效作用。
(2)反应装甲对它的干扰小。
反应装甲对射流破甲弹有致命威胁,其爆炸后形成的破片切割了射流,从而使破甲效果大幅度下降。
爆炸成型弹丸爆炸后形成的弹丸长度较短,反应装甲被其撞击有可能不被引爆,即使引爆,形成的破片也作用不到弹丸上,因而对其侵彻效果的干扰小。
(3)侵彻后效大。
破甲射流在侵彻装甲后只剩少量射流进入坦克内部,破坏作用有限。
爆炸成型弹丸不仅大部分进入坦克内部,同时坦克装甲在受到弹丸撞击时大量崩落,也形成有破坏作用的破片。
影响EFP成型性能的因素很多,如:炸药的爆压、爆速,药型罩材料的密度,药形罩几何形状、厚度,隔板的形状等都对EFP成形性能以及侵彻性能有着很大影响.因而研究这些参数对EFP 成型性能的影响对于EFP战斗部的设计而言是很重要的。
二. 爆炸成型弹丸成型性能影响因素研究聚能装药结构设计影响因素很多,如起爆系统及其起爆位置;高能炸药的质量、安全可靠性及其爆轰性能;壳体的材料与制造工艺;药型罩密度、对称性、强度及延展性等.根据聚能装药的使用目的,经数次试验及对穿孔效果的分析,总结出如下的聚能装药结构。
不同药型罩壁厚组合影响同轴EFP成型规律研究
不同药型罩壁厚组合影响同轴EFP成型规律研究刘健峰;龙源;纪冲;周辉;蒋振华【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2012(018)004【摘要】运用LS-DYNA仿真软件研究了弧锥结合双层药型罩不同壁厚组合方式对同轴EFP成型的影响规律.以单层紫铜罩形成EFP战斗部的数值模拟和脉冲X光摄影实验研究为基础,对总厚度为3.5mm双层紫铜药型罩,通过改变内外药型罩厚度,对比分析形成同轴EFP性能,得出不同厚度内外药型罩组合方式下同轴EFP成型规律.研究结果表明:内外药型罩分离是由炸药爆轰后产生的冲击波和药型罩自由面反射的卸载波相互作用产生的.内外药型罩厚度比在0.75~2.50时,弧锥结合双层药型罩可成型外形良好的同轴EFP.随着厚度比增大,内外药型罩所形成的两个EFP分离趋势逐渐增大.【总页数】5页(P9-13)【作者】刘健峰;龙源;纪冲;周辉;蒋振华【作者单位】解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TJ410.3【相关文献】1.喇叭药型罩壁厚对杆式射流成型影响的数值模拟 [J], 焦志刚;杜宁;寇东伟;2.药型罩壁厚对周向MLEFP成型影响的数值模拟 [J], 尹建平;李杨;王志军;付璐3.药型罩壁厚对EFP成型性能影响试验 [J], 顾文彬;刘建青;苏青笠;郑向平;李丹俊4.基于SPH法的不同壁厚球缺型药形罩杆式射流成型数值模拟 [J], 赵玉志;崔瀚5.基于SPH法的不同壁厚球缺型药形罩杆式射流成型数值模拟 [J], 赵玉志;崔瀚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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]。
药型罩材料影响EFP成型的数值计算研究
(N f ns r l e a oa r Z DY o i ei yL b rt y,Naj gU iesy f cec dT c n lg , nj g, 10 4 Mi t a K o ni nvri ine n ehoo y Na i 2 0 9 ) n to S a n
宋梅利 ,李伟兵 ,王晓呜,李文彬 ,郑 宇
( 南京理工大学 智能弹药技术 国防重点学科 实验 室,江苏 南京 ,2 0 9 10 4)
摘
要:为了研究弧锥结合形药型罩材Fra bibliotek对 E P成型的影响规律,运用 L . NA有限元软件 ,对紫铜 、铁 、 F sDY
铝、钨 、 5 钽 种材料的药型罩所形成的 E P进行了数值仿真研究,得出了药型罩材料 的密度 、 F 伸长率对 E P速度 、 F 长 径比等成型参数的影 响规律。研究结果表明:随着 5种材料密度的增加 ,E P头部速度减少了 6 %;随着其伸长率的 F 1
随着新 型反装 甲末 敏弹 的研制 ,爆炸成 型弹 丸 ( F 战斗部 的研究越来越受到广泛 的重视 。影 响 E P) E P成 型的关键 因素有起爆方式 、装药性质 、装药结 F
和J uhr . ca研究 了药型罩结构 和材料对 E P B F 速度 的影 响【,法 国的 H reC uqe和 R ni ol gr 出 | J ev onu e1B u ne提 a
聚能侵彻体对双层反应装甲的冲击起爆
聚能侵彻体对双层反应装甲的冲击起爆
本文采用理论分析、数值计算和实验验证相结合的方法,对聚能侵彻体引爆双层反应装甲的机理进行了研究。
串联聚能装药战斗部的前级装药设计的关键是能否可靠引爆反应装甲,排除反应装甲的干扰。
根据双层爆炸式反应装甲的作用场大、作用时间长的情况,本文提出了大炸高一次有效引爆双层反应装甲的方法。
为了解决小装药在大炸高的情况下引爆双层反应装甲的问题,设计了三种不同的常用聚能装药方案,分别是锥形罩聚能装药、球缺罩EFP聚能装药和半球罩聚能装药。
通过数值模拟分别得到了三种不同聚能装药结构的起爆能量V~2d,根据凝聚炸药起爆动力学和双层反应装甲起爆的实验判据得出:锥形罩聚能装药对于双层反应装甲的引爆能量在标准炸高的情况下可以满足要求,但是由于锥形罩形成的射流速度梯度比较大,在大炸高的情况下容易发生断裂,故不能达到要求;球缺罩EFP聚能装药具有很好的大炸高性能,但是由于EFP的速度较低,其引爆双层反应装甲的比动能较小,无法有效的引爆双层反应装甲;半球罩聚能装药射流速度梯度小,射流头部速度较高,射流直径较大,得到的射流起爆能量也较大,完全可以做到在大炸高的情况下一次有效引爆双层反应装甲。
最后通过试验对模拟计算数据进行了检验,充分验证了用半球罩聚能装药能够在大炸高的情况下有效的一次引爆双层爆炸式反应装甲。
最后总结得到了半球罩聚能装药在大炸高的情况下可以有效的一次引爆双层反应装甲的结论。
(李必红)EFP装药破碎轨条砦的模拟相似律研究
EFP 装药对单体目标的终点效应模拟相似律研究李必红1 傅光明1 周俊珍1 陆智利2(1-国防科技大学工程兵学院,2-中铁建电气化局集团公司,长沙市,410072)摘 要:本文对EFP 装药对单体目标的终点效应模拟相似律进行了研究。
文中对炸药、药型罩、单体目标等方面的主要独立物理量进行了分析确定,并对单体目标的响应参量进行了分析研究,在此基础上运用相似理论得出了EFP 装药对单体目标的终点效应模拟相似律,该相似律对实际应用有一定的指导价值。
关键词:EFP 装药,单体目标,终点效应,模拟相似律1 概述爆炸成形弹丸(Explosively Formed Projectile ,简称EFP ),又称爆炸成形侵彻体,是近三十年来发展起来的一项新技术,它是利用聚能原理,通过炸药的爆轰作用使大锥角金属药型罩或球缺形金属药型罩翻转变形,形成一个高速弹丸,从而以动能破坏目标。
这种弹丸具有高速度、大炸高,能在约1000倍囗径距离上保持完整的弹丸特性依靠动能来破坏远距离目标;弹丸的形状和速度通过装药结构设计可控,穿孔直径及后效作用大。
若将该技术引入到破碎一些需要远距离破坏单体目标的应用上,如:孤石、混凝土障碍的清除,放矿漏斗堵塞的处理,桩基础卡孔的处理等,必将提供新思路。
单体目标实质上是一个多面临空体,而EFP 装药对单体目标作用的研究是一个三维复杂问题。
对于这类复杂物理过程的研究,广为应用的一种可靠手段就是模化方法,该方法可用较少的人力、物力和时间获得对作用威力规律性了解。
在该方法的运用过程中,模拟相似律的确定是一项关键不可缺少的工作。
有鉴于此,本文对EFP 装药对单体目标的终点效应模拟相似律进行研究。
2 模拟试验中的主要物理量为了确定物理现象中的主要物理量,应分析各相关过程中的诸因素,从而选定决定过程的独立物理量。
应当指出,在这样复杂的过程中,其影响因素是相当多的,因而决定过程的独立物理量也是很多的,如果全部选入,将会使相似参数过于繁多,致使模型试验设计难于实现。
基于爆炸成型弹丸(efp)的大锥角喇叭罩成型规律
490火炸药学报Chinese Journal of Explosives &Propellants第42卷第5期2 0 19年%0月D O I:10. 14077/j. issn. 1007-7812.2019.05.012基于爆炸成型弹丸(EFP)的大锥角喇叭罩成型规律王雅君1,李伟兵1,李文彬1,王晓鸣1,王桂林2#.南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094%2.重庆红宇精密工业有限责任公司,重庆402720)摘要:为了进一步拓展适用于爆炸成型弹丸(EFP)的药型罩结构,基于弧锥结合罩结构,提出了一种可形成密实EFP的大锥角喇叭罩。
根据药型罩结构特点,分析了大锥角喇叭罩与传统弧锥结合罩和球缺罩在压垮过程中的区别和特点;运用LS-DYNA数值模拟软件,计算得到了大锥角喇叭罩的结构参数(虚拟罩高、喇叭曲率半径、圆弧曲率半径和罩厚)对EFP侵彻体速度、长度、密实度等成型参数的影响规律。
结果表明,大锥角喇叭罩罩厚对侵彻体的影响主要体现在头部速度,虚拟罩高和圆弧曲率半径则决定了侵彻体长度及密实度,而喇叭曲率半径则主要影响侵彻体头部的成型状态;与传统弧锥结合罩和球缺罩形成的EFP相比,相同质量的大锥角喇叭罩形成的EFP在头部速 度、长度、长径比及密实度等方面均具有一定优势,可将侵彻体密实度提高1"\5倍,具有应用于EFP战斗部的潜 力;其适用于较佳EFP成型时各结构参数的取值范围为:虚拟罩高0.14 "0.2倍装药直径,喇叭曲率半径1.5倍装药直径以上,圆弧曲率半径0.4"0.8倍装药直径,罩厚0.04"0.045倍装药直径(关键词:爆炸力学;大锥角喇叭罩;爆炸成型弹丸(EFP);密实度;成型装药;药型罩中图分类号:T j55;〇389 文献标志码:A 文章编号!007-7812(2019)05-0490-07Formation Characteristics of Trumpet-shaped Liner with Large Cone Angle Basedon Explosively Formed Penetrator(EFP)WANG Ya-jun1, L I W ei-bing1, L I W en-bin1, WANG Xiao-ming1, WANG Gui-Sn2(1. Key Defense Laboratory of Intelligent M unitions,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;2. Chongqing Hongyu Precision Industrial Co. L td.,Chongqing 402720,China )Abstract:To further improve the liner structure applicable to explosively formed penetrator (EFP),the trum with large cone angle was proposed based on the arc-cone liner structure. On the basis of structural features of liner,thedifference in collapse process for the trumpet-shaped liner with large cone angle w ith the traditional arc-cone liner and hem-spherical liner was analyzed. The influencing pattern of trumpet-shaped liner structural features (virtual height,trumpet curv ture ,arc curvature,and thickness of liner) on formation parameters of tip velo city,length and compactness,by LS-DYNA simulation software. The results show that the thickness of trumpet-shaped liner directly influences EFP tip ve lo city,and virtual height and arc-section curvature o f trumpet-shaped liner squarely influences length and compactness of EFP , formation of EFP is determined by the curvature of trumpet-section liner. Compared w ith conventional arc-and-cone-s er and sphere-segment-shaped liner , t he EFP formed b y trumpet-shaped liner with large cone angle has certain advantages in tipvelo city,length,length-diameter ratio and compactness,which can increase the compactness of penetrator by 1-3.5 times .itcan producem ore desirable compact EFP o n the condition of virtual liner height equals to 0• 14 to 0.2times shaped charge d-am eter,trumpet-section curvature equals to more than 1.5times shaped charge diam eter,arc-section curvature equa to 0.8times shaped c harge diameter,and liner thickness equals to 0.04to 0.045times shaped charge diameter.Keywords :explosion mechanics;trumpet-shaped liner with large cone angle;explosively formed penetrator(EFP) shaped charge;liner收稿日期=2018-1218 %修回日期:2019-0-22基金项目:国家自然科学基金(No. 11202103);装备预研兵器工业联合基金(No. 2141B012858);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(No. KYCX18—0422)作者简介:王雅君(992 -),男,博士研究生,从事高效毁伤与毁伤效能研究(E-m ail: njustwyajun@ 123. com通信作者:李伟兵(1982 -),男,副研究员,博士生导师,从事爆炸力学与高效毁伤技术研究(E-m ail:njustlw b@ 123. com第42卷第5期王雅君,李伟兵,李文彬,等:基于爆炸成型弹丸(E FP)的大锥角喇叭罩成型规律491引1药型罩结构设计及计算模型爆炸成型弹丸(E F P)是根据装药的爆轰作用,使 爆炸载荷压垮、闭合所形成的具有较高质心速度和 结 的聚能 [1]。
锥弧结合罩形成长杆状密实EFP的可行性
黄炫宁,李伟兵,程伟,王晓鸣,李文彬含能材料Chinese Journal of Energetic Materials ,Vol.27,No.2,2019(90-96)锥弧结合罩形成长杆状密实EFP 的可行性黄炫宁1,李伟兵1,程伟2,王晓鸣1,李文彬1(1.南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室,江苏南京210094;2.重庆红宇精密工业有限责任公司,重庆402760)摘要:为了进一步提高爆炸成型侵彻体(EFP )的侵彻能力,基于大锥角罩结构的圆弧段设计,提出了一种可形成长杆状密实EFP的锥弧结合罩。
分析了锥弧结合罩与传统的大锥角罩和弧锥结合罩在压垮过程中的区别。
运用LS‐DYNA 仿真软件,计算得到了锥弧结合罩的结构参数(曲率半径、锥角、壁厚)对EFP 速度、长径比、密实度等侵彻体成型参数的影响规律。
找出了EFP 成型较佳时各结构参数的取值范围:曲率半径为1.1~1.3倍装药口径,锥角为155°~160°,壁厚为0.04~0.046倍装药口径,并设计得到了一种可形成长径比为2、密实度为0.88的EFP 的锥弧结合罩结构。
关键词:锥弧结合罩;爆炸成型侵彻体(EFP );长径比;密实度;数值模拟中图分类号:TJ55;O389文献标志码:ADOI :10.11943/CJEM20180511引言爆炸成型侵彻体(explosively formed penetrator ,EFP )是利用聚能原理,通过装药的爆轰作用,使金属药型罩被压垮、闭合形成具有较高质心速度和一定结构形状的弹丸,从而利用动能侵彻目标[1]。
随着装甲目标防护能力的不断增强,迫切需要设计速度更高、长径比和比动能更大的高性能EFP ,以满足武器系统威力设计的要求[2]。
药型罩结构是影响EFP 成型的主要因素之一,近年来国内外学者针对药型罩结构参数对EFP 毁伤元成型的影响规律开展了大量的研究,Cardoso D[3]研究了EFP 速度与药型罩厚度之间的规律,提出药型罩厚度为4%~7%倍装药口径时能得到高性能EFP ,Fedorov S V [4]进行了组合药型罩半球形部分的曲率半径和壁厚对密实毁伤元影响的研究,Rolc S [5]针对药型罩锥角研究了罩几何形状对EFP 速度的影响;国内唐蜜[6]、顾文彬[2]利用正交设计的方法,得到了球缺罩以及装药结构参数对EFP 成型性能影响的主次关系,刘建青[7]研究了变壁厚球缺罩的结构参数对EFP 成型的影响,发现优化罩顶口壁厚差能大幅提高EFP 的长径比和密实度,李伟兵[8]、陈奎[9]等基于弧锥结合形药型罩双模毁伤元战斗部进行了研究,确定了药型罩曲率半径和锥角的优化取值,黄风雷[10]对大锥角药型罩结构侵彻体的形成和侵彻进行了实验研究,尹建平[11]运用灰关联法得出大锥角药型罩参数对EFP 成型性能影响的主次关系。
装药长径比对EFP成型作用效果影响分析
Ab s t r a c t : To f i n d o u t t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t l e n g t h — t o — d i a me t e r r a t i o o f c h a r g e o n EFP s h a p i n g , , a
e f f i c i e n c y
爆 炸成 型 弹 丸 ( E F P ) 战斗 部 是利 用 聚能 原 理 , 通过 炸药 的爆轰 作 用将 金 属 药 型罩 压 垮 , 将 爆轰 能 转换 为动能 , 形成 一个 高速 弹丸 , 使 具有一 定能 量 的
E F P定 向飞 向 目标 , 从 而 以动 能侵 彻 目标. 它 的研
据, 并 对 不 同长 径 比 E F P形 成 过 程进 行仿 真 , 得到不同装药长径 比 E F P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. 关 键 词 :爆 炸 成 型 弹丸 ;长 径 比 ;速 度 增 长 率 ;能 量利 用率 中 图 分 类 号 :E 9 3 2 文献 标 识 码 :A 文 章 编号 :1 0 0 8 — 2 9 5 6( 2 0 1 3 )0 4 — 0 0 2 4 — 0 4
c h a r ge, a nd t h e n t he p r oc e s s o f s ha pi n g i n d i f f e r e nt l e n gt h — t o — d i a me t e r r a t i o i s s i mu l a t e d t o o bt a i n t he d a t a o f v e l o c i t y, s pe e d g r o wt h r a t e a nd e ne r g y e f f i c i e n c y of di f f e r e nt l e ng t h — t o — d i a me t e r r a t i o.
弧锥结合药型罩结构参数对EFP成型影响分析
弧锥结合药型罩结构参数对EFP成型影响分析摘要:运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,采用中心起爆方式,研究弧锥结合药型罩结构参数(如锥角、厚度、圆弧曲率半径及装药长径比)对EFP成型的影响,得出EFP速度、长度、动能等成型参数的变化规律,并对计算结果进行Matlab二维作图分析,获得了EFP成型效果较佳的形态,为今后弧锥结合药型罩的进一步研究提供相应参考。
关键词:药型罩;弧锥结合;EFP;数值仿真Analysis of Parameters on Arch-cone Liner and Formation of Explosively Formed PenetratorLIU Li-juan QIAO Lei QIAO Xiang-xin(Shanxi Applied Physics and Chemistry Research Institute ,Xi’an,710061)Abstract: Based on the ANSYS/LS-DYNA simulation software, using centerinitiation ,the influence of structural parameters (namely cone angle, thickness, arc radius of curvature, and length-to-diameter ratio) on the formation of EFP by the arc-cone-shaped liner was studied .Obtained the change rule of molding parameters suchas EFP speed, length, and kinetic energy,and the calculation results are analyzed by Matlab two-dimensional mapping,obtained a better shape of EFP,to provide relevant reference for further study of arc-cone-shaped liners.Key words: liner; arc-cone-shaped; EFP; identification parameter爆炸成型弹丸是聚能装药技术的一个分支,在军事上的应用价值较高,因此日益受到了各国的重视。
爆轰波对撞条件下EFP的成型
爆轰波对撞条件下EFP的成型传统的爆炸成型弹丸有动能大、气动性好,贯穿能力强,后效好,对炸高无严格要求的特点,已得到广泛应用。
但是由于轴对称装药受药型罩壁厚和材料的影响,想要再提高EFP的质量、速度和长径比,范围也有限。
为了进一步提高破甲弹的侵彻威力,本文基于爆轰波对撞理论,采用线性装药结构,研究线性圆缺罩在爆轰波对撞作用下形成高速的EFP。
起爆方式为对称面两点、两线和两面同时起爆,起爆后相向而行的爆轰波在装药对称面发生对撞,产生更高的爆轰压力作用于中部的药型罩上,使药型罩中形成有利于沿中线闭合的速度梯度,最终形成高速EFP。
从而对新型高效毁伤战斗部的设计提供指导意义。
本文主要采用数值模拟仿真分析了对撞前后炸药中最大压力的变化,以及药型罩在对撞前后所受压力的变化,药型罩成型过程线性方向的速度梯度变化,药型罩最后形成稳定EFP的成型效果和以及EFP稳定速度等因素。
主要包括:(1)研究了不同装药尺寸下爆轰波对撞压力的变化;利用数值仿真手段对不同装药长高比装药下的对撞压力进行了计算,得出了经济高效的装药尺寸:装药长度在80~120mm,装药高度在25~35mm。
(2)研究了不同起爆方式对爆轰波对撞条件下EFP成型的影响。
通过两点起爆、两线起爆和两面起爆下炸药爆轰压力的测定和EFP成型效果的对比得出,两棱线起爆方式下EFP成型的速度最大成型效果也好。
(3)对比研究了三种药型罩壁厚模型的成型效果和EFP稳定速度。
等壁厚药型罩和两种变壁厚药型罩模型,一种为沿曲率变壁厚药型罩,一种为沿装药线性方向变壁厚药型罩。
在给出的研究方案下得出在等壁厚和沿曲率方向的变壁厚模型壁厚T1在1.6~2.0mm成型效果最好:线性变壁厚模型在壁厚T2为1.6~1.8mm成型效果较好。
(4)将爆轰波对撞条件下EFP与传统LEFP在爆轰波传播的特性和侵彻体成型、速度等方面进行了对比研究,并对它们在工程上的应用进行了分析。
某串联战斗部随进技术研究及实践
某串联战斗部随进技术研究及实践
串联战斗部随进技术及实践研究的宗旨是设计出利用药型罩聚能效应及随进技术来排除机场未爆弹药的特种弹药。
为此,我们进行的主要研究有:1.通过理论分析和试验,得出了药型罩顶口壁厚比及曲率半径对EFP的影响的规律,并对大锥角及球缺罩形成EFP的机理进行了分析。
进行了聚能装药对混凝土的侵彻机理研究,建立了连续射流侵彻模型。
2.研究了串联战斗部前级爆炸场对后级的影响,提出了数值计算模型,得出了前级在后级上形成的超压和冲量。
进行了后级动能侵彻体增速抛射装置设计,建立增速抛射装置的理论分析模型。
3.根据该弹的技术要求,从其结构特点、射流特征对穿孔效果的影响规律出发,通过参数测试及模拟试验等方面的研究,设计出一种利用塑料导爆管点燃底部高压室发射药,推动随进子弹运动,子弹激发前级战斗部作用的机场销毁弹药,达到技术指标要求。
可靠地解决子弹的串联随进问题。
4.对前级装药结构形成侵彻体的稳定性进行了分析,找出了对稳定性产生影响的因素;并通过生产工艺的分析研究,实现了该弹的批量生产,保证了产品的稳定性,提高了穿孔性能。
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第2 3期
21 0 1年 8月
科
学
技
术
与
工
程
Vo.1 No 23 Au 2 1 1 1 . g. 01
1 7 — 1 1 ( 0 1 2 —6 9 0 6 1 8 5 2 1 )3 5 6 —4
Sce e Te h lg n inc c noo y a d Engne rng i ei
Psn / h A; r i a p d V =Pc s / h A。 oa p d
57 60
科学技术与 Nhomakorabea工
程
1 卷 1
对 于不 同结 构 的药 型 罩 , 于其 不 同 , 以 在爆 由 所
轰 波到 达 药 型罩 的 瞬 间 药 型 罩 获 得 的轴 向及 径 向
速 度不 同 。
P=P i , i , =i n joa +P V= + s a+ cs 。 i
源 … 。对爆 轰 波对 固体介 质 的斜 入 射 , 内外 学 者 国
2 1 年 4月 2 0 1 5日收到 爆炸科学与技术 国家重点实验室开放
式 中 , r 表轴 向和径 向分 量 , 和 分 别 为在 和 代 i 和 r 向上 的单 位 矢 量 , 为 药 型 罩 在 微 元 处 的切 方 线 方 向与轴 向的夹角 。
级 。这 种相 互 作 用 将 导 致 向罩 微 元 传 递 一 冲击 压
1 理论分析
E P战斗 部有 药 型罩 、 体 、 F 壳 炸药 装药 和起 爆 序
列 组成 , 动 能 来 源 为 炸 药 装 药 。装 药 爆 炸 后 , 其 爆
力P, 并使 药型 罩微 元获 得一个 最终 速度 , 即
2 2 参 数及控 制 方程 的选取 .
剖 面
炸药 选用 由 6 % 黑 索 今 和 4 % 梯 恩梯 混 合 而 0 0
中图法分类 号 T4 0 3 3 J 1. 3 ;
文献 标志码
A
E P以其 速度 高 、 F 对炸 高不 敏感 , 反应 装 甲对 其 干 扰小 、 穿孔 直径 及 后 效 作 用 大 等 特 点 , 7 在 O年 代
中期 出现 以后 获得 了极 大 发 展 。影 响 E P速 度 的 F 因素很 多 , 括 炸药 成 分 、 药 长 径 比 、 型 罩 结 构 包 装 药
=
P A £ _m。 dd = d
其 中 ,m为 微元 的质 量 , d 可表示 为
d =p A ・n。 m hd
轰 波斜 入 射 药 型 罩 , 作 用 于 药 型 罩 表 面 的 压 力 其
( 括初 始压 力 和 持 续 压 力 ) 形 成 E P的 能 量 来 包 是 F
为简化 问题 , 考 虑 轴对 称 或 二 维 药 型罩 表面 现 的情况 , 其基 本矢 量 可写成 分量 的形式
罩两种典型 药型罩 。利用软件对 两种典 型药型罩在 同样 的装 药高 度下 的形成爆 炸成形 弹丸 的过 程进 行仿真 , 仿真 计算结果 与理论计算结果 比较 吻合 。对 两模 型中的径 向及轴 向速度进行 对 比分析 , 结果 表 明相 同条件 下药型罩 形状对 E P最 终速度 F 影响不大 , 速度 差异主要是药型罩形状 引起 的装 药利用 率不 同导致的。 关键词 药型罩形状 E P速度 F 数值仿真
/
为径 向 。 由于装 药结 构 的对称性 , 计算 中只建立 1 2 /
的模 型 。
两装 药为无 外壳 装药 , 装药 口径 为 6 0mm, 装药 高度 为 10 mE。 大 锥 角 罩 的 锥 角 为 1 0 , 厚 2 5。壁 4HI。为使 两药 型罩 罩顶点 到 罩底 部 的 高度 相 等 , II T 并且 使两 药 型 罩 重 量 相 等 , 过 相 关 计 算 , 定 球 经 确 缺罩 曲率 半径 为 6 l , 0nn 壁厚 为 3 5 H l .5I I n
所 以 , 自的速度 分量 为 各
=
基 金( FJ0—2 K J1 M), 解放军理工大学预先研究基金 (0 9 C 0 和 20 G 1)
解放军理工大学工程兵工程学院青年基金 ( 2 14 1 ) 44 3 6 2 资助
第一作者 简介 : 胡新 印 (9 4 ) 男 , 18 一 , 河北辛 集人 , 士研究 生 , 硕 研 究方向 : 爆破 器材应用技术 。
内 的压 力衰 减非 常 迅 速 , 以炸 药 和 药 型 罩相 互 作 所 用 的有 效 时 间很 短 , 大 多数 情 况 下 为 1 s的量 在 0m
进 行 了爆炸 成形 弹 丸 的 速度 计 算 研 究 , 从 理 论 和 现
数值 模 拟方 面 分 析 两 种 典 型 药 型罩 结 构 对 E P速 F 度 的影 响 。
的研究 很 多 _] 4。
如 图 1所示 , 虑药 型罩 上 的一 个微 元 , 微元 考 该 的表 面积 d A可 表示 为
d =rr d d ̄。 A o n O o
参数、 体材 料及 厚度 、 爆位 置与起 爆方 式 等。 壳 起
在 药型 罩结 构参数 研 究 方 面 , 人 主要 致 力 于 对 某 前
⑥
2 1 SiT e . nn . 0 1 c eh E gg .
兵 工 技 术
锥 角 罩和 球缺 罩 形 成 E P的 速 度对 比研 究 F
胡 新 印 龙 源 宋 克健 赵 华 兵
( 解放 军理工 大学工程兵工程学 院, 南京 2 0 0 ) 10 7
摘
要
为研 究药型罩形状参 数对 E P速度 的影响 , F 在理论分析 的基础上 , 计 了 口径 、 设 高度 及质量 均相 同的锥角 罩和球缺
一
式 中 、 分别 为微 元 的 曲率 半 径 ,是 微 元 的 单位 n
法 向矢 量 。
种药 型罩 结构 进行 分析 并 优 化 设 计 , 从 理 论 上 或
当冲击 波在 该 微 元 上经 过 时 , 用 在 微元 上 的 作 气 体产 物压 力 P=P() 使之 加速 。 由于气体 产 物 t将