装药缺陷对弹药性能的影响研究

发布时间：2020-07-13 04:49

【摘要】：熔铸装药和压装药作为两种常用的装药方法,在装填过程中都可能存在装药缺陷,并对发射安全性及终点效应等弹药性能产生影响。本文着重研究了底隙对榴弹发射安全性的影响,装药密度对榴弹发射过程中装药应力的影响,以及装药密度对破甲弹终点效应的影响。主要研究内容如下：基于显式动力学仿真软件,本文首先建立了弹丸发射过程动力学仿真模型,研究了网格模型对仿真精度的影响,其弹丸运动参数与实际结果基本一致,验证了仿真方法与模型的正确性。在此基础上,建立了不同底隙厚度的装药模型,在发射冲击作用下,仿真分析了其运动以及力学特征。仿真结果显示,带底隙装药在发射时产生较大的冲击压缩应力,当底隙超过某一临界值,会发生应力大于起爆阀值,引起膛炸。针对常出现的装药密度不一致及不均匀缺陷,建立发射过程中的动力学仿真模型,仿真分析了其产生的应力变化规律。结果表明,轴向、径向以及剪切应力随装药密度的增大而增大,其中剪切应力随密度增长的幅值大于轴向与径向应力的增长幅度。装药密度不均匀时,轴向和径向应力几乎不变,剪切应力因为各层装药变形不同而明显增大。针对终点效应,建立了聚能射流侵彻靶板的有限元模型,对射流形成及侵彻靶板过程进行了仿真。结果表明,装药密度越接近理论密度、分布越均匀,射流速度梯度越小,连续性越好,射流不易断裂,且射流速度和侵彻靶板的深度都会有所提高,破甲弹的毁伤效能更好。以上装药缺陷对弹药性能影响的仿真研究方法及研究结果可为装药工艺设计提供一定的参考。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ410.34
【图文】：

缩孔,炸药

就会收缩变小，此时如果没有液态炸药即使补充，就会在最后才凝固的中心处出现缩孔，如图1.3;含有气体过多的溶态炸药在凝固前若未能将气体排出，凝固后会形成许多光滑且较散的气泡；溶融状态的炸药在冷却凝固时，由于装药中心到弹壁之间温度差的存2

压装法作为一种传统的装药方式，即把处于松散状态下的颗粒状炸药倒入模具或壳体中，利用液压机的压力将其加压为具有一定性能和形状的药柱，压装药柱如图1.4所示。该装填方式中用到的松散炸药又称散粒体，是不同于实体与胶体的一种物质，各个颗粒具有一定的独立性，当压力较低时，散粒体主要依靠减小颗粒间的间隙来提高装药密度，因此密度值上升较快。随着压力的增大，装药密度的增高主要来源于颗粒炸药的弹塑性变形，增速较缓慢。与压制前的松装药炸药密度相比，压制后的药柱密度增加了一倍，强度也增加到几十兆帕左右。对同一种炸药来说，强度与密度一般成正相相关，因为药柱密度越大，说明松装炸药被压得越实，颗粒会有更大的滑动位移、弹塑性变形和脆性变形，就会减小彼此间的间隙，因此颗粒间的啮合力会有所增大并产生分子引力，药柱强度也就随之增大。用此装药方式装填的弹药品种有部分槽弹、穿甲弹以及破甲弹等。压

密度图,压装,螺旋,密度

径向密度差，密度不均匀，导致药柱发生松动，造成明显的分层现象；炸药三温较低而溶点较高造成药柱密度偏低，如图1.5所示为螺旋压装药后出现的密度疏松现象。经过一段时间的保压后药柱密度会随着时间的增加而增大，出现药柱长大的现象；在药室弧形过小处，靠近螺杆的炸药所受挤压力过大导致炸药与螺旋激烈摩擦或者某部分炸药摩擦时间较长，都可能导致装药局部出现溶化的现象，收缩后炸药得不到补充造成缩孔，另外缩孔也可能出现在主弹口部，因为当反压力降低时，螺杆在马达电开关关闭后由于惯性作用继续转动送药，与螺杆长时间摩擦也会导致此处炸药常常呈溶化状态；对于螺旋压装药，裂缝经常出现在弹口部，一方面由于药柱中心和边部温度差的存在，冷却太快产生的应力会导致裂纹的产生，另一方面，反压力过低或过高时也极易产生裂纹。_图1.5螺旋压装药密度疏松分步压装是基于压装药和螺旋装药的一种新型装药方式

【参考文献】