聚能装药结构反演

【摘要】：聚能装药的应用范围越来越广泛,侵彻目标也越来越多样。侵彻目标的不同,对成型射流的参数要求就不同。例如,对于石油射孔弹,要求其对岩土有一定的穿深且无杵堵；对于串联战斗部的前级聚能装药,则不仅要求其对目标能有较好穿深,穿孔孔径也要大,以便后级战斗部的顺利随进。因此,必须针对侵彻目标来设计聚能装药结构。 现阶段常用的聚能装药设计方法,主要是根据经验选定聚能装药结构,然后对其进行数值仿真,当仿真结果接近战技指标时,再通过实验进行验证；若实验结果不满足指标要求,则需要重新调整装药结构,重复仿真和实验的步骤。这种设计方法周期长,对设计人员经验要求高,不便使用。 本文将通过反演的方法来设计聚能装药结构。这种设计方法基于射流成型理论,采用启发式蒙特卡洛反演算法——遗传算法,对聚能装药结构进行优化设计。该算法以射流参数作为输入,药型罩结构参数作为输出,设计速度快,对设计人员经验要求低,无需多次调整就能得到理想的药型罩参数。 利用AUTODYN软件对反演设计得到的药型罩结构进行射流成型仿真,并设计实验,用实验与仿真结合的方式验证反演的可靠性。 结果表明,反演设计的药型罩经压垮成型后,得到的射流头部速度和有效射流转化率均与目标值误差在13%以内,因此,认为反演设计方法可以有效的指导聚能装药结构的工程设计。