多模成型装药的药型罩结构设计

论文摘要

多模成型装药是指根据不同的毁伤目标而自适应选择不同模式毁伤元,如大炸高小穿深的爆炸成型弹丸（Explosive Formation Penetration—简称EFP）、具有大穿深的聚能高速金属射流和聚能杆式侵彻体（国外称之为JPC, Jetting Projectile Charge）。为了使得同一弹药能对付战场中出现的多种目标,多模成型装药成为当前成型装药技术研究的热点问题之一。本文主要针对多模成型装药研究的关键技术之一——药型罩结构参数与多模毁伤元的匹配关系研究。基于成型装药基本理论及多模毁伤元形成理论,采用LS-DYNA仿真软件,数值仿真研究了成型装药毁伤元形成过程,得到了次口径药型罩结构参数与毁伤元成型参数之间的变化规律曲线。建立多模成型装药结构模型,选取药型罩结构参数曲率半径和壁厚仿真计算方案,分析计算结果,并进行了Matlab三维作图,找出了形成多模毁伤元的药型罩结构参数范围,当药型罩曲率半径为0.7～0.9倍装药口径,药型罩壁厚为0.40～0.56倍装药口径时,此时所形成的多模毁伤元EFP和JPC均满足课题试验项目的指标要求。最后,进行了多模毁伤元成型及侵彻的试验研究,试验结果与仿真结果较一致,为今后进一步研究多模战斗部提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 多模成型装药战斗部概念的描述
• 1.2 成型装药国内外发展史及研究现状简介
• 1.3 国内外关于多模成型装药战斗部的研究及发展情况
• 1.4 本文主要研究内容和方法
• 1.4.1 本文的主要研究目的及方法
• 1.4.2 本文的主要研究内容
• 2 成型装药基本理论和多模毁伤元形成理论研究
• 2.1 成型装药理论概述
• 2.2 射流形成理论—PER理论的描述
• 2.3 杆式侵彻体JPC形成理论
• 2.3.1 扩展PER理论描述
• 2.3.2 扩展PER理论模型研究
• 2.4 爆炸成型侵彻体（EFP）形成理论
• 2.4.1 毁伤元EFP成型理论概述
• 2.4.2 形成EFP的药型罩压垮参数
• 2.4.3 成型EFP的稳定飞行速度ν
• 2.5 本章小结
• 3 成型装药毁伤元形成数值仿真研究
• 3.1 对ANSYS/LS-DYNA程序的简述
• 3.2 ALE算法原理及基本方程的描述
• 3.3 次口径球缺罩的成型装药结构设计研究
• 3.3.1 结构模型的建立
• 3.3.2 模型材料的选取及其描述方程
• 3.4 仿真结果及分析
• 3.4.1 药型罩圆弧曲率半径对侵彻体特性的影响
• 3.4.2 药型罩壁厚对侵彻体特性的影响
• 3.4.3 成型装药高度对侵彻体特性的影响
• 3.4.4 优化结果
• 3.5 本章小结
• 4 多模成型装药球缺型药型罩结构优化设计
• 4.1 引言
• 4.2 球缺型药型罩结构优化设计
• 4.2.1 仿真研究方案
• 4.2.2 球缺罩半径对多模毁伤元成型的影响
• 4.2.3 球缺罩壁厚对多模毁伤元成型的影响
• 4.2.4 生成多模毁伤元的条件范围
• 4.3 本章小结
• 5 多模战斗部毁伤元形成的试验研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验总体设计
• 5.2.1 试验目的及试验方案设计
• 5.2.2 试验装置布局及试验步骤
• 5.3 试验结果及分析
• 5.3.1 多模毁伤元成型试验结果
• 5.3.2 多模毁伤元侵彻试验结果
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 主要工作与结论
• 6.2 本文的不足及对未来的展望
• 致谢
• 参考文献