论文摘要
聚能效应能够显著提高能量密度,高效传递炸药爆炸能量,已被广泛应用于军事和民用领域。药型罩作为战斗部的核心部件,其性能直接影响着聚能效应的发挥。本文通过理论分析、试验研究和数值模拟、宏观理论分析和细观机理相结合的研究方法,对多孔药型罩聚能射流及其侵彻机理进行了系统的分析和研究。正确选取状态方程是多孔材料冲击温升计算问题的关键。本文首先对现有的多孔材料的状态方程进行了综述和分析,讨论了现有多孔材料状态方程的优缺点和使用范围。由于Hosson和Herrmann状态方程的参数比较少,精度有保证,可用于工程实际,为冲击温升计算奠定了基础。对多孔材料的冲击特性进行了分析和研究,给出了多孔材料药型罩聚能射流速度的近似计算方法,并与实际测试进行了对比。理论分析和计算表明,多孔药型罩聚能射流的速度降低主要是由于冲击温升引起的能量耗散和作用于罩壁的二次冲击压缩压力降低造成。考虑了多孔材料的物理特性,给出了多孔材料药型罩形成射流的高低速条件,即药型罩的压垮速度必须小于c(T),同时冲击温升使低速条件降低。给出了含有低熔点金属多孔射流的形成凝聚条件,在满足声速的同时,还要保证药型罩在压垮之后不发生液气相的转变,为多孔药型罩聚能装药的工程设计提供了依据。对多孔药型罩聚能射流的稳定性进行了理论分析,结合脉冲X光和侵彻实验对两种不同孔隙度的多孔药型罩聚能射流稳定性进行了研究,得出合适的孔隙度可以降低低速段射流的动态屈服强度,提高射流的稳定性。同时初始冲击温升可以使射流的高速段的粘性降低,与紫铜射流进行了侵彻对比试验,揭示了多孔药型罩低炸高大穿深的机理。提出了聚能粒子流概念。在密度自锁模型的假设基础上,结合粒子流的多孔特性,提出了粒子流的侵彻模型,弥补了经典理论不能计算粒子流侵彻深度的不足。该模型在一定条件下可以转化为现有的侵彻模型。对回收的紫铜射流和多孔铜射流的杵体进行了细观观测,探讨了多孔药型罩聚能射流在高应变和高应变率下的主要变形机制,冲击温升为动态再结晶创造了有利条件。同时观察到射流和杵体分离处经受了较大的剪切变形。采用数值模拟方法,系统的研究了细直径射流引爆包覆炸药物理影响因素,模拟结果显示射流头部形状对侵彻引爆的影响取决于盖板厚度,对于一定厚度的盖板,当射流直径小到一定程度可以不考虑头部形状的影响。对于不同密度的射流引爆同样条件的包覆炸药,随着射流密度的降低需要较高的速度。盖板越厚,需要的射流速度越高;随着射流速度的提高,盖板密度的影响减弱。在分析飞板与射流作用的机理上,建立了飞板断续干扰射流频率计算的物理模型,并分析了NAT0角、飞板速度及盖板硬度对干扰频率的影响。提出了断续干扰和连续干扰的转变条件。本文的研究工作为多孔材料药型罩聚能装药的设计及其应用提供了新的指导思想。
论文目录
相关论文文献
- [1].铝铜药型罩射流与侵彻数值模拟[J]. 高压物理学报 2019(06)
- [2].非金属材料外罩对双层药型罩形成射流影响的研究[J]. 弹箭与制导学报 2019(04)
- [3].聚四氟乙烯基药型罩射流成型凝聚性研究[J]. 兵工学报 2019(12)
- [4].变壁厚双层罩形成聚能射流的数值模拟[J]. 装备制造技术 2019(11)
- [5].截顶M形顶部结构药型罩形成射流的数值模拟[J]. 兵器装备工程学报 2020(02)
- [6].中心孔药型罩射流成型理论及仿真[J]. 兵器装备工程学报 2020(01)
- [7].外罩开槽式双层药型罩毁伤元数值模拟[J]. 兵器装备工程学报 2020(01)
- [8].药型罩与炸药间距对聚能装药能量输出的影响[J]. 爆破器材 2020(03)
- [9].基于正交设计试验的双锥药型罩结构优化[J]. 科学技术与工程 2020(17)
- [10].V形顶部结构药型罩射流成型及侵彻模拟[J]. 弹箭与制导学报 2020(01)
- [11].辅助药型罩材料对组合罩射流成型特性研究[J]. 兵器装备工程学报 2020(07)
- [12].粉末药型罩质量影响因素[J]. 中国石油和化工标准与质量 2019(05)
- [13].变壁厚双层药型罩形成复合射流的仿真研究[J]. 科学技术与工程 2016(35)
- [14].细晶铜材料力学性能及药型罩领域应用研究[J]. 弹道学报 2017(01)
- [15].铜铝复合药型罩厚度比的数值模拟研究[J]. 火工品 2017(03)
- [16].一种新型M形顶部结构药型罩的设计及形成射流的侵彻能力分析[J]. 火炸药学报 2017(04)
- [17].罩顶药高影响药型罩的射流转化特性[J]. 弹箭与制导学报 2017(02)
- [18].双层复合线型药型罩侵彻靶板的数值分析[J]. 兵工自动化 2017(09)
- [19].粉末药型罩轴向密度分布对聚能粒子流影响[J]. 弹箭与制导学报 2014(05)
- [20].变壁厚双层药型罩壁厚匹配的数值计算与实验验证[J]. 火炸药学报 2015(03)
- [21].射杵分离模式的双层药型罩射流成型仿真[J]. 计算机仿真 2015(08)
- [22].粉末药型罩的材料密度对聚能射流性能的影响[J]. 高压物理学报 2013(04)
- [23].药型罩材料密度对聚能装药侵彻混凝土影响研究[J]. 防护工程 2016(03)
- [24].双锥药型罩结构参数对聚能射流的影响[J]. 工程爆破 2020(03)
- [25].薄壁圆筒对药型罩切割及径向扩张的数值仿真[J]. 现代应用物理 2019(01)
- [26].超聚能-球缺复合药型罩形成侵彻体的数值模拟[J]. 兵器装备工程学报 2019(10)
- [27].钢/铝/钢复合药型罩形成毁伤元数值模拟研究[J]. 兵器材料科学与工程 2018(01)
- [28].一种喇叭-锥角结合药型罩形成射流的数值模拟[J]. 火炸药学报 2018(01)
- [29].柱-锥结合线型药型罩射流特性的数值模拟[J]. 工程爆破 2018(05)
- [30].带药型罩药柱压制安全性[J]. 兵工自动化 2017(07)
标签:爆炸力学论文; 多孔药型罩论文; 聚能射流论文; 凝聚性论文; 稳定性论文; 聚能粒子流论文; 动态再结晶论文; 射流引爆论文; 平板装药论文;