爆炸反应装甲飞板变形及干扰射流模型

论文摘要

反应装甲能大大降低射流的侵彻能力。在以往研究反应装甲干扰射流机理的过程中,都把反应装甲飞板看成是刚性平板,忽略飞板的加速过程。显然,这一分析过程与飞板的实际运动的物理过程有一定的差别,从而影响反应装甲干扰效果评估精度。本文采用理论分析、数值计算和试验研究的方法,考虑飞板在运动过程中的变形特点,对反应装甲飞板与射流相互作用的物理过程及干扰机理进行了系统分析和研究,为反应装甲的设计更新提供了理论依据和技术支持。本文的主要研究内容包括:(1)反应装甲飞板运动规律与变形过程。通过对飞板运动过程的物理过程进行分析,建立了反应装甲飞板运动规律简化计算模型并进行了数值模拟,得到反应装甲飞板上任意微元的速度和位移历时曲线,在此基础上,建立了反应装甲平板转角计算模型,并对理论和数值模拟计算结果进行了试验验证。(2)垂直侵彻时反应装甲干扰射流机理研究。以射流在空气中运动断裂模型为基础,建立了射流在爆轰场中失稳断裂模型;综合射流在空气中和在爆炸场中断裂模型,结合飞板运动规律相关公式,建立了在射流垂直通过反应装甲的断裂时间模型。(3)斜侵彻时反应装甲干扰射流机理研究。根据飞板在运动过程中的变形规律,分析了变形前后飞板与射流微元在作用相关速度参数变化规律;在考虑飞板变形条件下,通过对射流与飞板的相互作用物理过程分析,建立飞板干扰射流模型;提出射流直径被飞板完全切割的临界干扰概念,并建立了反应装甲进入临界干扰状态的基本条件;在射流与单层反应装甲作用基础上,对射流与双层平行或V形反应装甲的相互作用过程及影响因素进行分析计算。(4)对残余射流的侵彻行程进行评估与计算。在准定常射流侵彻理论基础上,考虑反应装甲飞板和爆炸场对射流的干扰作用,建立了残余射流侵彻模型,并对残余射流的侵彻影响因素进行了分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 反应装甲发展简介
• 1.2.1 国外情况
• 1.2.2 国内情况
• 1.2.3 反应装甲发展趋势
• 1.3 反应装甲干扰射流机理研究
• 1.3.1 反应装甲飞板干扰
• 1.3.2 爆炸场干扰
• 1.3.3 存在的问题与分析
• 1.4 本文研究目的、手段和主要内容
• 2 反应装甲飞板变形
• 2.1 引言
• 2.2 反应装甲飞板运动及变形模型
• 2.2.1 一维瞬时爆轰产物对板微元双向驱动模型
• 2.2.2 反应装甲飞板微元运动规律
• 2.2.3 反应装甲飞板鼓包变形计算
• 2.3 反应装甲飞板变形数值模拟与分析
• 2.3.1 数值计算模型及参数
• 2.3.2 飞板微元速度和位移
• 2.3.3 飞板转角
• 2.3.4 试验验证与分析
• 2.4 飞板运动过程影响因素及分析
• 2.4.1 飞板与炸药质量比
• 2.4.2 下飞板质量变化对上飞板运动影响
• 2.5 本章小结
• 3 垂直侵彻反应装甲射流断裂模型
• 3.1 引言
• 3.2 射流在空气中断裂半经验公式
• 3.3 射流在爆炸场中断裂模型
• 3.4 射流垂直侵彻反应装甲断裂模型
• 3.4.1 断裂时间
• 3.4.2 残余射流侵彻行程计算
• 3.5 实验验证与结果分析
• 3.5.1 试验方案
• 3.5.2 试验结果与分析
• 3.5.3 残余射流侵彻计算分析
• 3.6 本章小节
• 4 斜侵彻时爆炸反应装甲干扰射流模型
• 4.1 引言
• 4.2 射流侵彻运动薄板扩孔规律研究
• 4.2.1 射流侵彻运动薄板扩孔规律研究
• 4.2.2 射流侵彻运动薄板扩孔规律的数值模拟与分析
• 4.3 考虑飞板变形时飞板干扰射流模型
• 4.3.1 飞板变形的几何参数分析
• 4.3.2 反应装甲飞板间断干扰射流计算
• 4.3.3 飞板连续干扰射流计算
• 4.3.4 斜侵彻时反应装甲爆炸场对射流作用
• 4.4 残余射流的侵彻
• 4.5 数值模拟与分析
• 4.5.1 反应装甲与射流的相互作用过程数值模拟
• 4.5.2 残余射流侵彻行程计算数值模拟
• 4.5.3 反应装甲与主靶板距离对残余射流侵彻行程影响
• 4.6 本章小结
• 5 平行双层反应装甲与 V形反应装甲干扰射流机理研究
• 5.1 引言
• 5.2 平行双层反应装甲与V形反应装甲与射流作用过程分析
• 5.3 平行双层反应装甲与 V形反应装甲与射流作用过程数值模拟与分析
• 5.3.1 平行双层反应装甲飞板与射流作用过程数值模拟与分析
• 5.3.2 双层反应装甲流干扰射流影响因素分析
• 5.3.3 V形反应装甲与射流作用过程数值模拟
• 5.3.4 V形反应装甲夹角对侵彻深度影响
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 主要工作与结论
• 6.2 本文的创新点
• 6.3 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读博士学位论文期间撰写并发表的论文