炸药能量密度对内爆轰加载下合金钢圆筒破碎影响研究

发布时间：2020-07-10 12:19

【摘要】：杀爆弹以高速破片杀伤目标,内装药是弹体破片获得初速的直接能源。弹体的杀伤威力受内装药的影响,也受壳体材料动态性能的影响。所以,需要寻找与内装药相匹配壳体材料,以提高弹体的杀伤威力。本文采用了圆筒爆破试验、数值模拟及理论分析的方法,对不同能量密度炸药加载下壳体膨胀破碎问题展开了研究。研究成果如下:对不同能量密度炸药加载下壳体膨胀破碎进行研究,发现2代炸药爆轰加载下,3mm厚中等屈服强度较高动塑性的壳体能够获得最多的破片和最大有效破片数;当采用3代炸药加载时,这个壳体材料已经不能匹配内部炸药获得最佳的破碎效果。此时选用4mm壁厚的高强度低动态塑性的壳体材料,可以获得最佳的壳体破片数和破片分布,有效破片数分别提升了103%。对不同能量密度炸药加载下壳体的形态和断裂模式的研究,发现提高炸药能量密度、减小壁厚、降低材料的动态塑性和增加适当的屈服强度,均可以使破片的断裂形式由拉伸断裂向剪切断裂发展,2代炸药加载时,壳体的纯剪切断裂以双剪切断裂为主,易形成细长条破片,3代炸药加载下壳体剪切以单向剪切为主,破片细小,但其剪切裂纹区的面积增大,获得的总破片数相对较多。对不同能量密度炸药加载对壳体破片初速度影响规律进行研究,结果表明,在壳体材料和装药特性不变的情况下,增加壳体壁厚均能使得破片初速度降低,材料屈服强度对壳体破片初速度的影响受加载炸药特性的限制。基于Autodyn数值模拟软件采用“SPH算法”和“主应力随机失效模型”能很好对圆筒爆轰壳体膨胀过程进行模拟仿真,其仿真结果壳体破片分布和破片初速度与试验结果基本相符,为壳体的选材提供了有效的参考方法。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ560.1
【图文】：

1.2 收集板（钢板）：处理前（左）；预处理后（右者通过收集破片，统计分析破片特征，分析壳析胡海波、胡八一等[30-31]对内部爆轰加载下 W断裂模式进行了对比分析，研究发现高能的爆破坏模式主要为剪切失稳的单旋破坏模式，表性。隋树元[32]等通过爆炸加载下试验观察分析硅锰钢时，其壳体的断裂机制以拉伸断裂为主体破碎后形成了大量的细长小破片；而低碳钢了大量的长条形大尺寸破片。杨卓越等[33]采用并对其破碎机制进行研究分析，认为壳体材料的主要因素，而壳体内表面的绝热剪切的存在

北京理工大学硕士学位论文室温准静态拉伸和压缩实验照 GBT7314-2005，利用北京理工大学材料学院测试中心 INSTRON5材料试验机对两种合金钢对应各自的不同热处理工艺的试验进行准静设计的试样尺寸为 Φ5×5mm 和 Φ6×9mm 两种，控制应变率为 3.33×1态拉伸测试试验在相同的设备上进行，试验标准为 GB/T228-1-2010， Φ5mm 的标准拉伸件，标距长度为 25mm，对应的应变率分别为 1×10尺寸示意图如图 2.1 所示。

北京理工大学硕士学位论文壳体膨胀破碎的过程，可以采用先进的高速摄像机记录下物泄漏破碎的整个过程，试验中高速摄影机的光源使用爆筒放置试验平台的后面放置有另外厚且高的钢板，既起到为现场的高速摄影机提供好的视角。

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本文编号：2748904