聚能装药对舰船典型靶板的毁伤特性研究
发布时间：2021-03-29 22:23
为提高武器弹药对舰船的毁伤能力,本文在研究聚能射流的形成机理、聚能装药的毁伤方式和影响聚能效应的因素、舰船靶板结构的基础上,以环形聚能装药（爆炸成型弹丸）爆炸载荷对舰船近场和浅水区的典型靶板（双层靶板,双层加筋靶板,双层加强筋靶板）的毁伤效果进行了研究,采用耦合欧拉和拉格朗日方法,建立了环形聚能装药对舰船典型靶板毁伤效果（侵彻深度、孔径大小）的模型,并进行了静爆试验（静破甲）验证。主要研究内容如下:（1）本文在分析聚能射流的形成机理、聚能装药的毁伤方式和影响聚能效应的因素的基础上,设计的环形聚能装药结构:选用Q235钢作为环形聚能战斗部外壳,战斗部直径为100mm,高度为100mm,战斗部壁厚为2mm,端盖中心有直径25mm的通孔,用于安装传爆药柱,端盖厚为4.0mm;以B炸药作为战斗部装药,装药质量为1.38Kg,装药高度为100mm,装药直径为96mm,装药密度为1.68g/cm3,采用熔铸的装药方式:传爆药选用JH-14C传爆药,药柱直径为25mm,药柱高度为20mm,装药密度为1.70g/cm3,传爆药柱质量为16.68g;紫铜药型罩...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
舰船在水下爆炸作用下的破坏图
ubjectedtounderwaterexplosion下爆炸作用下的破坏
痘贡冉夏：??嬖谧藕芏嗟幕?砦侍饧毙杞饩觥?为提高武器弹药对舰船的毁伤能力，本文结合“十三五”装备预研项目，在研究聚能装药毁伤方式、影响聚能效应的因素、舰船靶板结构的基础上，以环型聚能装药在近场和浅水区的爆炸载荷对舰船典型靶板（双层靶板，双层加筋靶板、双层加强筋靶板）的毁伤效果（破孔大孝侵彻深度）进行研究，采用耦合欧拉和拉格朗日方法对其毁伤特性进行了数值模拟，并进行了试验验证，为聚能装药对舰船的毁伤效果研究提供参考。1.2近场水下爆炸研究现状水下爆炸载荷主要包括冲击波载荷和气泡载荷，如图1-2所示。（a）（b）（c）图1-2冲击波和气泡载荷对舰船的毁伤示意图Fig.1-2Schematicdiagramofshipdamagecausedbyshockwaveandbubbleload炸药在均匀、静止的水中爆炸时，初始冲击波具有高超压、高频率及瞬时的特点，它是由爆轰产物向外膨胀引起的。随着冲击波在介质的传播，压力衰减很快，在距爆炸中心较近的位置时，冲击波波阵面峰值与距离的变化呈现指数式的衰减关系。目前，研究的方法主要有理论分析、数值模拟和实验研究。在水下爆炸领域的研究中，冲击波载荷的研究比较早。Cole[2]对水下爆炸研究成果进行了系统的总结，获得了较为准确的经验公式。随后，Zamyshlyayev[3]提出的经验公式并与Cole提出的经验公式进行了对比分析。两者的经验公式都有较高的精准度。随着数值计算的发展，Swegle[4]和Liu[5]采用SPH算法对水下爆炸进行模拟仿真计算，计算量较大而且精度较低。Webster[6]采用LS-DYNA软件中的ALE算法研究了舰船水面结构爆炸冲击波对舰船毁伤的特性，通过水下爆炸实验并进行了验证，结果表明，该软件对研究冲击波有一定的数值精度。张志江[7]开发了基于Euler网格的计算程序。顾文2
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种M型药型罩形成环形射流的数值模拟研究[J]. 童宗保,王小春,程剑,刘燕,胡善宝,刘智华,雷勇涛,胡润娟,冯梅. 兵器装备工程学报. 2016(03)
[2]炸高对环形聚能射流侵彻特性的研究[J]. 吴建宇,龙源,纪冲,高福银,宋克健. 兵器材料科学与工程. 2015(04)
[3]聚能战斗部对潜艇舱段结构毁伤特性研究[J]. 李兵,张之凡,明付仁,田恒斗. 兵工学报. 2014(S2)
[4]高效聚能战斗部对圆柱壳靶板毁伤效应研究[J]. 詹发民,周方毅,王兴雁,姜涛. 舰船科学技术. 2014(06)
[5]Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定[J]. 林莉,支旭东,范锋,孟上九,苏俊杰. 振动与冲击. 2014(09)
[6]环形射流成型的设计改进及数值模拟[J]. 段嘉庆,王志军,贾耀鲁,王婷. 弹箭与制导学报. 2013(01)
[7]水下接触爆炸作用下的船体板架结构毁伤研究[J]. 王耀辉,陈海龙,岳永威,李世铭. 中国舰船研究. 2012(04)
[8]冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形[J]. 陈亮,舒雄,朱锡,张振华,牟金磊. 海军工程大学学报. 2011(06)
[9]药型罩结构参数对EFP侵彻能力的影响[J]. 李刚,刘荣忠,郭锐,凌好. 南京理工大学学报. 2011(05)
[10]装药水下沉底爆炸压力场特性研究[J]. 金辉,张庆明,高春生,毛秋丹,溪慧魏. 科技导报. 2009(14)
博士论文
[1]水下爆炸下水面舰船结构局部与总体耦合损伤研究[D]. 王海坤.中国舰船研究院 2018
[2]水下近场爆炸船舶破损舱室的涌流效应研究[D]. 曹雪雁.哈尔滨工程大学 2016
[3]爆炸成型弹丸（EFP）研制及其工程破坏效应研究[D]. 刘飞.中国科学技术大学 2006
[4]聚能杆式侵彻体成型机理研究[D]. 黄正祥.南京理工大学 2003
硕士论文
[1]近破口刚性壁水下爆炸气泡运动特性研究[D]. 薛剑.太原理工大学 2018
[2]金属靶板的环形切割—随进侵彻效应研究[D]. 谢君.南京理工大学 2014
[3]接触爆炸载荷对舰船结构局部毁伤效果研究[D]. 王超.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3108298
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
舰船在水下爆炸作用下的破坏图
ubjectedtounderwaterexplosion下爆炸作用下的破坏
痘贡冉夏：??嬖谧藕芏嗟幕?砦侍饧毙杞饩觥?为提高武器弹药对舰船的毁伤能力，本文结合“十三五”装备预研项目，在研究聚能装药毁伤方式、影响聚能效应的因素、舰船靶板结构的基础上，以环型聚能装药在近场和浅水区的爆炸载荷对舰船典型靶板（双层靶板，双层加筋靶板、双层加强筋靶板）的毁伤效果（破孔大孝侵彻深度）进行研究，采用耦合欧拉和拉格朗日方法对其毁伤特性进行了数值模拟，并进行了试验验证，为聚能装药对舰船的毁伤效果研究提供参考。1.2近场水下爆炸研究现状水下爆炸载荷主要包括冲击波载荷和气泡载荷，如图1-2所示。（a）（b）（c）图1-2冲击波和气泡载荷对舰船的毁伤示意图Fig.1-2Schematicdiagramofshipdamagecausedbyshockwaveandbubbleload炸药在均匀、静止的水中爆炸时，初始冲击波具有高超压、高频率及瞬时的特点，它是由爆轰产物向外膨胀引起的。随着冲击波在介质的传播，压力衰减很快，在距爆炸中心较近的位置时，冲击波波阵面峰值与距离的变化呈现指数式的衰减关系。目前，研究的方法主要有理论分析、数值模拟和实验研究。在水下爆炸领域的研究中，冲击波载荷的研究比较早。Cole[2]对水下爆炸研究成果进行了系统的总结，获得了较为准确的经验公式。随后，Zamyshlyayev[3]提出的经验公式并与Cole提出的经验公式进行了对比分析。两者的经验公式都有较高的精准度。随着数值计算的发展，Swegle[4]和Liu[5]采用SPH算法对水下爆炸进行模拟仿真计算，计算量较大而且精度较低。Webster[6]采用LS-DYNA软件中的ALE算法研究了舰船水面结构爆炸冲击波对舰船毁伤的特性，通过水下爆炸实验并进行了验证，结果表明，该软件对研究冲击波有一定的数值精度。张志江[7]开发了基于Euler网格的计算程序。顾文2
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种M型药型罩形成环形射流的数值模拟研究[J]. 童宗保,王小春,程剑,刘燕,胡善宝,刘智华,雷勇涛,胡润娟,冯梅. 兵器装备工程学报. 2016(03)
[2]炸高对环形聚能射流侵彻特性的研究[J]. 吴建宇,龙源,纪冲,高福银,宋克健. 兵器材料科学与工程. 2015(04)
[3]聚能战斗部对潜艇舱段结构毁伤特性研究[J]. 李兵,张之凡,明付仁,田恒斗. 兵工学报. 2014(S2)
[4]高效聚能战斗部对圆柱壳靶板毁伤效应研究[J]. 詹发民,周方毅,王兴雁,姜涛. 舰船科学技术. 2014(06)
[5]Q235B钢Johnson-Cook模型参数的确定[J]. 林莉,支旭东,范锋,孟上九,苏俊杰. 振动与冲击. 2014(09)
[6]环形射流成型的设计改进及数值模拟[J]. 段嘉庆,王志军,贾耀鲁,王婷. 弹箭与制导学报. 2013(01)
[7]水下接触爆炸作用下的船体板架结构毁伤研究[J]. 王耀辉,陈海龙,岳永威,李世铭. 中国舰船研究. 2012(04)
[8]冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形[J]. 陈亮,舒雄,朱锡,张振华,牟金磊. 海军工程大学学报. 2011(06)
[9]药型罩结构参数对EFP侵彻能力的影响[J]. 李刚,刘荣忠,郭锐,凌好. 南京理工大学学报. 2011(05)
[10]装药水下沉底爆炸压力场特性研究[J]. 金辉,张庆明,高春生,毛秋丹,溪慧魏. 科技导报. 2009(14)
博士论文
[1]水下爆炸下水面舰船结构局部与总体耦合损伤研究[D]. 王海坤.中国舰船研究院 2018
[2]水下近场爆炸船舶破损舱室的涌流效应研究[D]. 曹雪雁.哈尔滨工程大学 2016
[3]爆炸成型弹丸（EFP）研制及其工程破坏效应研究[D]. 刘飞.中国科学技术大学 2006
[4]聚能杆式侵彻体成型机理研究[D]. 黄正祥.南京理工大学 2003
硕士论文
[1]近破口刚性壁水下爆炸气泡运动特性研究[D]. 薛剑.太原理工大学 2018
[2]金属靶板的环形切割—随进侵彻效应研究[D]. 谢君.南京理工大学 2014
[3]接触爆炸载荷对舰船结构局部毁伤效果研究[D]. 王超.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3108298
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