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为研究爆破战斗部壳体破碎形成破片过程的数值仿真方法,采用SPH算法对爆破战斗部壳体破碎过程进行数值仿真,在战斗部建模过程中,炸药采用Lagrange单元,壳体和底盖采用SPH单元,三者网格之间定义耦合.同时通过基于Mott破片分布理论的Stochastic模型,计算获得了壳体破碎过程及其破碎后所形成破片的质量分布和初速,并与经验公式计算结果进行对比,验证了数值仿真方法的可靠性,为相关研究提供了数据参考和技术借鉴.

关键词: 爆破战斗部 , 爆炸力学 , 壳体破碎 , 数值仿真 , SPH

网栅参数对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响

臧立伟 , 尹建平 , 王志军

兵器材料科学与工程

为研究网栅因素对星形线形网栅切割式MEFP成型的影响,利用LS-DYNA动力有限元程序,采用流固耦合方法,对星形线形网栅切割式MEFP的形成过程进行数值模拟,并分析网栅与药型罩的间距、网栅宽度对MEFP发散角的影响.结果表明:该装药结构能形成5个具有一定质量和方向性、速度达到1 800～2 500 m/s的子EFP；随着网栅间距的增加网栅宽度减小,子EFP发散角逐渐减小,并得到最适合切割的截面形状.

关键词: 爆炸力学 , 多爆炸成型弹丸 , 切割网栅 , 发散角 , 数值模拟

坑道口部封堵结构在爆炸波作用下的模型试验研究

穆朝民 , 樊明昌

兵器材料科学与工程

以某坑道口部封堵方案为背景,以量纲分析为依据,制作1∶3缩尺钢筋混凝土封堵立柱模型.利用爆炸波模拟装置完成1∶3缩尺模型两种封堵方式3种加载档次的结构动力响应实验.3种加载档次对应堵板上的反射超压为0.10,0.272,0.325 MPa;两种封堵方式为封堵板前无砂袋和湿土(简称Ⅰ)、封堵板前有砂袋和湿土(简称Ⅱ).实验表明,若采用第2种封堵方式,即在封堵板前依次堆放砂袋和湿土层,有利于结构推迟进入破坏阶段,提高结构抗爆性能.

关键词: 爆炸力学 , 模型试验 , 量纲分析 , 封堵结构

不同结构钛合金罩战斗部侵彻混凝土数值模拟

张毅 , 王志军 , 崔斌 , 李婧伟

兵器材料科学与工程

为实现聚能装药对混凝土介质的大破孔侵彻，采用数值模拟的方法，利用Autodyn-2D动力学软件，分别对3种装药结构的TC4钛合金射流侵彻高强度混凝土靶的过程进行仿真计算，并分析射流的成型及侵彻规律。研究表明：在炸高为2倍装药口径的条件下，单锥形罩射流的侵彻深度可达到6倍装药口径，亚半球罩的侵彻孔径可达到0.6倍装药口径以上；弧锥结合罩射流得到的侵彻孔道较好地综合了两种传统聚能装药结构的特点，能兼顾侵彻孔径和孔深的要求。

关键词: 爆炸力学 , 聚能装药 , 钛合金 , 混凝土 , 数值模拟

UHMWPE纤维层合板防弹性能数值分析研究

李伟 , 李晶 , 叶勇

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2012.04.025

为研究UHMWPE纤维层合板的抗弹性能,将力学本构模型简化为面内“各向同性”模型和层间“节点力”模型,利用Abaqus6.9实现全部分析过程,并根据分析结果讨论UHMWPE纤维层合板的失效模式.研究表明:简化后的模型能够较好地模拟UHMWPE纤维层合板的抗弹过程；在立方体破片高速侵彻时,靶板表现出明显的3阶段破坏,弹体发生镦粗和侵蚀现象,剩余速度和靶板变形的凸包高度跟试验值较为一致.

关键词: 爆炸力学 , 防弹性能 , 数值分析 , 层合板 , UHMWPE

末敏弹EFP成型及侵彻过程仿真分析与试验研究

张兵志 , 徐龙堂 , 王智慧 , 纪伟

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2012.04.011

利用AUTODYN软件二维多物质Euler算法研究了中心点起爆、圆柱起爆、圆环起爆和面起爆方式对攻顶末敏弹EFP成型过程的影响.结果表明,平面起爆和圆柱起爆方式下形成的爆轰波对药型罩的压垮角小而压垮速度大,最终所形成的EFP速度和长径比都优于中心点起爆.但采用面起爆方式的EFP由于速度梯度过大在成型过程中发生断裂.通过映射技术将得到的二维EFP模型映射到三维模型中完成成型EFP对均质装甲钢侵彻过程的数值模拟,并通过试验对仿真结果进行了验证.

关键词: 爆炸力学 , 末敏弹EFP , 起爆方式 , 侵彻 , 数值模拟 , 试验研究

一种多模战斗部的结构优化设计研究

尹建平 , 臧立伟 , 王志军 , 熊永家 , 尤梅

兵器材料科学与工程

应用LS-DYNA显式动力分析有限元程序，采用流固耦合方法，对井字形网栅切割式MEFP的形成过程进行数值模拟。计算分析了网栅间距、网栅密度、药型罩曲率半径3种因素对MEFP发散角的影响规律。结果表明：随着网栅间距的增大、网栅密度和药型罩曲率半径的减小，破片的发散角逐渐减小。在此基础上以破片发散角为指标，应用正交优化方法分析研究3种因素对破片发散角影响的主次关系。结果表明，药型罩曲率半径是主要影响因素，并得到了3种因素各水平的最优组合。

关键词: 爆炸力学 , 发散角 , 正交优化 , 数值模拟

偏心亚半球钼罩形成杆式射流特性研究

伊建亚 , 尹建平 , 王志军 , 马俐康

兵器材料科学与工程

为研究钼在串联战斗部前级的应用，运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，采用多物质ALE流固耦合算法，对偏心亚半球钼罩不同起爆方式、罩高、壁厚和曲率半径下杆式射流的成型进行数值模拟，并对计算结果进行分析，最后通过与锥形钼罩和偏心亚半球铜罩形成射流性能对比得出结论。结果表明：钼在相同结构条件下成型射流形态以及特征参数性能均优于铜；对比锥形钼罩，偏心亚半球形装药结构所形成杆式射流长度、速度、直径以及药型罩利用率均大于锥形钼罩；最后优化得到金属钼在此装药结构下，选择带隔板点起爆、罩高为45 mm、壁厚为1.5 mm、曲率半径为140 mm时形成最佳杆式侵彻体。

关键词: 爆炸力学 , 杆式射流 , 钼药型罩 , 数值模拟 , 聚能装药