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一种三罩并联MEFP战斗部的数值模拟研究

作　者: 范斌
导　师: 王志军
学　校: 中北大学
专　业: 火炮、自动武器与弹药工程
关键词: 多爆炸成型弹丸数值模拟起爆方式
分类号: TJ410.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

世界近期历次局部战争表明,武装直升机和坦克装甲车辆分别从空中和地面对战争的结果有着非常重要的影响。为了更有效的对付这类装甲目标,很多国家开始研制多爆炸成型弹丸(MEFP)战斗部,并已经成功应用到多种武器中。MEFP通过改变装药结构或药型罩结构,使一次起爆产生几个独立的侵彻体来攻击轻型武器的面目标,以提高毁伤概率。与一般的单EFP战斗部技术相比,它形成的是多个球体或椭圆体成型弹丸,可以对目标进行大密集度攻击,造成大面积的毁伤,尤其对集群地面和空中装甲目标,效果相当明显。本文在介绍国内外关于MEFP战斗部的形成技术途径的基础上,叙述了EFP成型机理,提出了一种三罩并联MEFP结构方案,分析了影响MEFP成型性能的主要因素,着重分析了起爆方式以及起爆点数对MEFP成型性能的影响。在此基础上,利用TRUEGRID有限元前处理软件对本文提出的一种三罩式MEFP成型装药结构建立了计算模型,使用ANSYS/LS-DYNA软件对所建立的模型进行数值模拟研究。分别选择了铜和钢两种材料药型罩进行对比研究,分别讨论了该结构在单点、三点以及多点(环形19点)起爆情况下形成MEFP的过程及其性能。结果表明,本文所提出的这种MEFP成型装药结构起爆后能够形成一种高速的杆式弹丸。通过对数值模拟结果的对比,表明铜药型罩在三点起爆的情况下所形成的MEFP性能最佳。最后,讨论了爆轰波形对MEFP成型的影响。分析了爆轰波形影响MEFP成型的原因。分别对三点起爆下药型罩安装不对称和起爆不同步这两种情况进行了数值模拟。结果表明:对于MEFP装药结构三个药型罩圆心所在同心圆上对某一个罩偏移较小的角度,对形成的侵彻体的性能不会产生太大的影响。对于单点延时和两点点延时这两种情况,装药起爆后所形成的三个侵彻体中,延时起爆点所对应的药型罩形成的侵彻体速度会高于正常起爆点所对应的药型罩所形成的侵彻体的速度,飞散角度也会变大。同时,随着延时时间的增加,延时点所对应的药型罩形成的侵彻体的飞散角也会逐渐增大。本文研究结果可以为MEFP战斗部研制工作提供参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1. 绪论  8-17
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-15
    1.2.1 爆炸成型弹丸（EFP）研究现状  9-11
    1.2.2 多爆炸成型弹丸（MEFP）研究现状  11-15
  1.3 本文研究内容  15-17
2. MEFP 战斗部成型模式与影响因素分析  17-32
  2.1 EFP 形成机理和成型过程模式分析  17-23
    2.1.1 EFP 形成机理  17-20
    2.1.2 EFP 成型模式分析  20-23
  2.2 形成MEFP 战斗部的技术途径  23-25
  2.3 起爆点数对MEFP 成型的影响分析  25-29
    2.3.1 基本假定与守恒方程描述  25-27
    2.3.2 端面三点起爆下，爆轰波的传播  27-29
  2.4 影响MEFP 形成性能的其他因素  29-32
3. MEFP 成型数值模拟  32-54
  3.1 ANSYS/LS-DYNA 软件简介  33-34
  3.2 MEFP 成型数值模拟  34-54
    3.2.1 模型的建立  34-37
    3.2.2 材料模型及参数  37-40
    3.2.3 数值模拟结果及分析  40-53
    3.2.4 结论  53-54
4. 不同误差因素对MEFP 性能的影响  54-60
  4.1 引言  54
  4.2 药型罩安装不对称对MEFP 性能的影响  54-56
  4.3 起爆不同步对MEFP 性能的影响  56-59
  4.4 结论  59-60
5. 总结与展望  60-62
  5.1 全文总结  60
  5.2 今后需要做的工作  60-62
参考文献  62-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66-67
致谢  67

一种三罩并联MEFP战斗部的数值模拟研究

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