双层含能药型罩射流成型机理及侵彻性能研究

发布时间：2020-11-02 08:09

　　 双层含能药型罩是一种内层为高延展性金属材料,外层为多功能含能结构材料的新型药型罩结构,内层金属材料形成射流开孔,外层含能材料随进释能对目标形成附加毁伤,兼具双层药型罩高药型罩材料利用率、高射流头部速度和含能药型罩高毁伤性能的优点。双层含能药型罩的研究对提高现有成型装药战斗部破甲威力具有重要意义,已成为当前成型装药的重要研究方向。本文采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,对双层含能药型罩射流成型机理及侵彻性能进行研究,得到双层含能药型罩壁厚、壁厚比对射流成型和目标靶侵彻性能的影响规律。主要研究内容和结论如下：(1)建立双层含能药型罩的射流成型理论模型基于PER射流成型理论,结合速度求解公式,通过合理假设简化计算,建立了双层含能药型罩射流成型理论模型,描述了双层含能药型罩压垮与汇聚的过程。通过该模型计算并分析了壁厚和壁厚比对双层含能药型罩射流成型的影响。(2)双层含能药型罩射流成型及靶板侵彻数值模拟计算利用有限元软件AUTODYN,建立有限元模型,对双层含能药型罩射流成型及钢靶、混凝土靶侵彻进行了数值模拟计算,得到双层含能药型罩结构参数对射流速度和侵彻性能的影响规律,并对射杵分离模式的成型装药结构设计进行了初步探究。(3)双层含能药型罩射流成型及靶板侵彻实验通过X光实验对双层含能药型罩射流成型进行研究,通过静破甲实验研究了双层含能药型罩侵彻钢靶和混凝土靶性能,得到了不同壁厚和壁厚比的双层含能药型罩对目标靶的侵彻结果,并用相同口径的单层铜罩和单层含能药型罩侵彻目标靶作为对比实验,考察双层含能药型罩侵彻性能变化。实验表明,理论、仿真计算与实验结果吻合较好；设计合理的双层含能药型罩可以提高成型装药侵彻深度和孔径；在内层罩壁厚确定的情况下,双层含能药型罩壁厚越大,射流速度越小,对钢靶和混凝土靶的侵彻深度也越小；单层含能药型罩的径向破坏性能明显强于双层含能药型罩和单层铜药型罩。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ410.333
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 双层含能药型罩国内外研究现状
        1.2.1 成型装药的发展史
        1.2.2 双层含能药型罩成型装药发展现状
    1.3 含能材料及成型工艺研究现状
        1.3.1 含能材料研究现状
        1.3.2 含能药型罩成型工艺研究现状
    1.4 本文研究目的、手段和主要内容
2 双层含能药型罩射流成型机理
    2.1 双层含能药型罩射流成型理论
        2.1.1 定常不可压缩理想流体理论
        2.1.2 准定常不可压缩理想流体理论
        2.1.3 粘塑性射流成型理论
        2.1.4 冲击波与双层含能药型罩界面的相互作用
    2.2 双层含能药型罩射流成型理论模型及相关计算
        2.2.1 双层含能药型罩射流成型理论模型
        2.2.2 双层含能药型罩射流成型计算分析
        2.2.3 理论计算与实验结果对比分析
    2.3 本章小结
3 双层含能药型罩射流成型及靶板侵彻数值仿真
    3.1 双层含能药型罩成型装药数值模型
        3.1.1 含能材料配方及参数确定
        3.1.2 材料模型
        3.1.3 几何模型
    3.2 仿真结果及分析
        3.2.1 双层含能药型罩射流成型
        3.2.2 双层含能药型罩靶板侵彻
        3.2.3 数值模拟与实验结果对比分析
    3.3 本章小结
4 双层含能药型罩射流成型及靶板侵彻实验研究
    4.1 含能药型罩试件制备
        4.1.1 试件结构设计
        4.1.2 试件成型过程
    4.2 双层含能药型罩射流成型X光实验
        4.2.1 实验原理及布置
        4.2.2 实验结果及分析
    4.3 双层含能药型罩靶板侵彻实验
        4.3.1 混凝土靶体制备及静态测试
        4.3.2 侵彻实验方案
        4.3.3 实验结果及分析
    4.4 实验与理论计算、数值仿真结果对比
    4.5 本章小结
5 结束语
    5.1 总结
    5.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录

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本文编号：2866794