一种并联杆式射流侵彻混凝土数值模拟研究

发布时间：2020-10-10 18:27

　　 聚能装药战斗部一直以其对目标很高的侵彻能力而著名,但是对目标的毁伤面积通常较小,并联杆式聚能战斗部就是将多个单杆式聚能战斗部并联,这种通过并联的方式可以使其在保持高侵彻深度的同时增大毁伤面积,提高毁伤威力,具有很高的研究价值。本文在查找国内外并联杆式聚能战斗部技术文献的基础上设计了一种三罩式并联杆式战斗部结构,建立了仿真计算模型,结合聚能效应理论和杆式射流形成的条件,通过数值模拟研究的方法分析了并联杆式聚能射流的成型过程,获得了成型过程中并联杆式射流的形态变化过程以及速度变化曲线,讨论了结构参数药型罩壁厚、装药高度、药型罩锥角和起爆方式对并联杆式射流成型的影响。研究了波形调整器(VESF)对并联杆式聚能射流成型过程中射流向母弹边缘区域偏斜影响。对比没有波形调整器(VESF),当具有波形调整器(VESF)时,发现形成的侵彻体成型更好,侵彻体头部向母弹边缘区域偏斜明显减小。通过观察爆轰波和爆轰产物的传播和变化过程,发现当具有波形调整器(VESF)时,并联杆式弹丸母弹中心区域的爆轰产物积累减少,边缘区域爆轰产物积累增加,利于小杆式聚能弹丸药型罩受力均衡、减小小杆式弹丸的偏斜。建立了并联杆式弹丸作用混凝土靶板的弹靶模型,获得了并联杆式弹丸在侵彻过程中的速度随时间变化情况和其对混凝土靶板的毁伤情况。研究了2mm和4mm不同药型罩厚度条件下并联杆式射流侵彻混凝土的过程,发现当药型罩厚度为2mm时,相对于药型罩厚度为4mm,其药型罩形成的侵彻体在侵彻过程中速度较大,侵彻孔直径更大、威力更强。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ410
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 聚能杆式射流研究现状
        1.2.2 聚能杆式射流侵彻混凝土研究现状
    1.3 本文的研究目的、方法和主要内容
2 仿真模拟研究的实现
    2.1 TureGrid软件简介
    2.2 LS-DYNA有限元软件及其基本原理
        2.2.1 LS-DYNA软件
        2.2.2 LS-DYNA基本原理
        2.2.3 ALE方法简介
    2.3 三罩式并联杆式战斗部模型的建立和数值模拟参数的选取
        2.3.1 战斗部结构设计
        2.3.2 计算模型的建立
        2.3.3 材料模型与参数
    2.4 本章小结
3 三罩式并联杆式射流的成型
    3.1 聚能效应及聚能射流形成理论
        3.1.1 聚能效应
        3.1.2 聚能射流形成理论
        3.1.3 射流形成的条件
    3.2 三罩式并联聚能杆式射流成型数值模拟
        3.2.1 三罩式并联杆式射流计算模型
        3.2.2 三罩式并联杆式射流数值模拟
    3.3 本章小结
4 结构参数对三罩式并联杆式射流成型的影响
    4.1 药型罩厚度对并联杆式射流成型的影响
    4.2 装药高度对并联杆式射流成型的影响
    4.3 药型罩锥角对并联杆式射流成型的影响
    4.4 起爆方式对并联杆式射流成型的影响
    4.5 本章小结
5 波形调整器（VESF）对并联杆式射流成型的影响
    5.1 波形调整器（VESF）
    5.2 计算模型与材料参数
        5.2.1 计算模型
        5.2.2 材料模型与参数
    5.3 带波形调整器（VESF）的并联杆式射流成型过程数值模拟
    5.4 波形调整器（VESF）对爆轰波和爆轰产物的影响
    5.5 本章小结
6 并联杆式聚能战斗部对混凝土靶板侵彻的数值模拟研究
    6.1 计算模型与参数
        6.1.1 模型结构参数
        6.1.2 模型材料参数
        6.1.3 计算模型
    6.2 数值模拟计算结果与分析
    6.3 药型罩厚度对并联杆式射流侵彻混凝土的影响
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 结论
    7.2 今后需要做的工作
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2835423