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预制破片毁伤效能数值仿真研究

王瑶  
【摘要】:预制破片战斗部在爆炸过程中,产生高温高压爆轰产物的同时破片获得一定的初速飞散出去,破片初速和毁伤效能是衡量战斗部性能的两个重要参数,预制破片形状的不同对这两个重要参数有着重要的影响。由于战斗部爆炸是一个极为复杂的物理和化学变化过程,采用理论分析的方法非常困难,若通过试验的方法,不仅设计周期长,而且成本较高。目前随着计算机技术的发展,数值模拟成为战斗部设计的一个重要手段,鉴于此,本文分别对四种典型形状的预制破片的破片初速及毁伤效能进行了数值模拟和分析对比。 首先,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分别对正方体、球形、圆柱体及扇形四种形状预制破片的破片初速进行数值模拟,通过后处理软件得到不同形状预制破片在炸药爆轰作用下的飞散情况以及速度曲线,并对不同形状预制破片的速度进行对比分析,得到破片形状不同对预制破片初始速度的影响。 其次,结合不同形状预制破片的初始速度,利用经验公式对不同形状预制破片在空气中的速度衰减进行计算,以此速度作为破片侵彻靶板的初始速度。随后针对不同形状预制破片对靶板的毁伤效果进行数值模拟,由仿真结果对比分析出不同形状预制破片对目标所能达到的毁伤效果及不同形状预制破片的存速能力。 最后,根据对破片初速以及毁伤效能的数值模拟与对比分析,说明不同形状预制破片的优缺点,对今后预制破片的生产与改进提供了一定的依据。


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