带隔板聚能装药爆轰波传播与应用研究
发布时间：2021-01-27 04:58
对反坚固目标而言,聚能装药是比较成熟的技术。根据毁伤元素划分,聚能装药的类型一般分为聚能射流（Shaped Charge Jet,SCJ）、聚能杆式射流（Jetting Proj ectile Charge,JPC）和爆炸成型弹丸（Explosive Form Projectile,EFP）。尽管聚能装药技术已有几十年的发展历史,国内外许多专家已经进行了深入细致的研究,但对于聚能装药结构中放置隔板后爆轰演化的控制机理没有得到解决,制约了新型聚能装药技术的发展,因此成为了当前工作亟需解决的关键问题。聚能装药放置隔板一般有两个方面的原因:一是为了获得更高的初速度和更优质的侵彻体,将隔板主动放置于战斗部中,调整爆轰波波形使之与药型罩的结构匹配,如K装药或某射流装药;二是为了提高装药结构的紧凑程度,将部分敏感器件包覆在一起置于战斗部内部,如末敏弹战斗部等。本文以带隔板聚能装药为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法开展了爆轰波相互作用的应用研究,得到了爆轰波波形演化规律及爆轰产物流场参数的变化规律;开展了隔板结构与SCJ、JPC和EFP装药中药型罩之间匹配关系的数值模拟计算以及相应的试验...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三种聚能装药结构及其侵彻体外形??聚能装药中内置隔板后势必减少了装药量，增加了加工工艺和装配等方面的难度，??１??
１．２．１?ＣＪ?模型??１９世纪末Ｃｈａｐｍａｎ和Ｊｏｕｇｕｅｔ等人分别独立提出了一个简单却令人信服的理论假??设，如图１．２所示。该假设认为，化学反应是在无限薄层内迅速完成，将原始炸药变成??完全反应的爆轰产物。因此在这个假设中不考虑爆轰中化学反应的详细过程，爆轰波阵??面相当于把炸药和爆轰产物分隔开的一强间断面。这样一来，在建立爆轰数学模型的时??候，就不必考虑化学反应的详细过程，仅将化学反应的作用视为一个外加的能源，一个??复杂的爆轰过程就可以用比较简单的冲击波流体力学理论进行研宄。这种将爆轰波简化??为化学反应的强间断面的理论通常称为Ｃｈａｐｍａｎ－Ｊｏｕｇｅｔ理论，简称Ｃ－Ｊ理论⑷。这是最??早建立在流体力学和热力学基础上的较为严格的爆轰理论，奠定了爆轰现象理论研宄的??基础。??Ｐ?ｐ〇??爆??Ｐ轰Ｄ?＾??爆轰产物?波?―炸菊??ａ?阵?《〇??面??Ｅ?ｅ０??图１．２爆轰波ＣＪ模型??根据假设，ａ爆轰波阵面前、后的物理量满足质量、动量和能量守恒关系，在实??验室坐标系中可以写为：??ｐ０（Ｄ－ｕ０）?＝?／？，?（￡）－？，）?（１－１）??Ｐ〇?＋?Ｐ〇（Ｄ－ｕ０Ｙ?＝?ｐ
陈闯等人［４５］￣［４６］利用改进的ＰＥＲ理论模型和ＡＹＴＯＤＹＮ有限元软件研宄了单锥罩、??带隔板单锥罩和带隔板偏心亚半球罩三种结构的射流成形过程，计算了药型罩压垮角、??压垮速度、射流速度和射流质量等成型参数（见图１．６）。结果表明，带隔板单锥罩和偏??心亚半球罩形成的射流质量均高于不带隔板单锥角，带隔板偏心亚半球罩形成的射流质??量堆积点位置降低了约２０％，射流质量占药型罩质量提高了?１２．２％。??Ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ?ｐｏｉｎｔ?－＿＿?｜?????０１１０?ｍｍ??图１．６Ｋ装药结构简图［４６］??李如江等人利用ＬＳ－ＤＹＮＡ有限元软件中的ＡＬＥ方法对带隔板聚能装药射流的??形成过程进行了三维数值模拟研宄，计算结果表明，隔板使得爆轰波由球面波变成凹锥??１４??
本文编号：3002460
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三种聚能装药结构及其侵彻体外形??聚能装药中内置隔板后势必减少了装药量，增加了加工工艺和装配等方面的难度，??１??
１．２．１?ＣＪ?模型??１９世纪末Ｃｈａｐｍａｎ和Ｊｏｕｇｕｅｔ等人分别独立提出了一个简单却令人信服的理论假??设，如图１．２所示。该假设认为，化学反应是在无限薄层内迅速完成，将原始炸药变成??完全反应的爆轰产物。因此在这个假设中不考虑爆轰中化学反应的详细过程，爆轰波阵??面相当于把炸药和爆轰产物分隔开的一强间断面。这样一来，在建立爆轰数学模型的时??候，就不必考虑化学反应的详细过程，仅将化学反应的作用视为一个外加的能源，一个??复杂的爆轰过程就可以用比较简单的冲击波流体力学理论进行研宄。这种将爆轰波简化??为化学反应的强间断面的理论通常称为Ｃｈａｐｍａｎ－Ｊｏｕｇｅｔ理论，简称Ｃ－Ｊ理论⑷。这是最??早建立在流体力学和热力学基础上的较为严格的爆轰理论，奠定了爆轰现象理论研宄的??基础。??Ｐ?ｐ〇??爆??Ｐ轰Ｄ?＾??爆轰产物?波?―炸菊??ａ?阵?《〇??面??Ｅ?ｅ０??图１．２爆轰波ＣＪ模型??根据假设，ａ爆轰波阵面前、后的物理量满足质量、动量和能量守恒关系，在实??验室坐标系中可以写为：??ｐ０（Ｄ－ｕ０）?＝?／？，?（￡）－？，）?（１－１）??Ｐ〇?＋?Ｐ〇（Ｄ－ｕ０Ｙ?＝?ｐ
陈闯等人［４５］￣［４６］利用改进的ＰＥＲ理论模型和ＡＹＴＯＤＹＮ有限元软件研宄了单锥罩、??带隔板单锥罩和带隔板偏心亚半球罩三种结构的射流成形过程，计算了药型罩压垮角、??压垮速度、射流速度和射流质量等成型参数（见图１．６）。结果表明，带隔板单锥罩和偏??心亚半球罩形成的射流质量均高于不带隔板单锥角，带隔板偏心亚半球罩形成的射流质??量堆积点位置降低了约２０％，射流质量占药型罩质量提高了?１２．２％。??Ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ?ｐｏｉｎｔ?－＿＿?｜?????０１１０?ｍｍ??图１．６Ｋ装药结构简图［４６］??李如江等人利用ＬＳ－ＤＹＮＡ有限元软件中的ＡＬＥ方法对带隔板聚能装药射流的??形成过程进行了三维数值模拟研宄，计算结果表明，隔板使得爆轰波由球面波变成凹锥??１４??
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