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预制破片战斗部爆炸威力场数值模拟分析

韩夫亮  
【摘要】: 预制破片战斗部在爆炸过程中,伴随着巨大的能量释放,产生强烈的冲击波和高温高压爆轰产物。同时,破片获得一定的能量并以一定的初速度抛散出去。冲击波和抛散的破片是预制破片战斗部的两大杀伤元素。作为战斗部毁伤效应研究的重要内容之一,对其爆炸冲击波和破片进行研究和分析是非常必要的。 由于预制破片的战斗部的爆轰驱动和破片抛散过程是一个非常复杂的物理、力学过程因此采用理论分析的方法非常困难,如果采用实验的方法研究则不仅设计结构周期长而且花费较高,目前随着计算机技术的发展和数值模拟手段的提高,使得数值模拟技术成为弹药设计的一个重要手段,鉴于此本文采用数值模拟的方法对其威力场进行分析。本文从建立预制破片战斗部计算模型、数值模拟分析出发,主要做了以下几个方面的工作: 在对预制破片战斗部爆炸驱动作用机理研究分析的基础上,分一层破片和两层破片建立了中心起爆式预制破片战斗部爆炸驱动的两种三维有限元模型。该模型包括爆轰炸药的起爆、爆轰波的传播及对预制破片的初始驱动、破片之间的复杂碰撞等复杂过程。 利用三维有限元分析程序LS-DYNA3D,计算了在爆炸载荷作用下预制破片驱动过程和飞散分布特性,获得了预制破片在爆炸载荷作用下的主要物理参数的变化规律。 将数值计算的结果,与理论公式进行了对比,分析了误差产生的原因,并对经验公式进行了修正。


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