三代炸药爆炸加载下战斗部壳体形变规律及破片性能研究
发布时间：2021-08-16 22:42
本论文以高能炸药在杀爆战斗部上的应用为背景,对三代高能炸药加载下典型材料战斗部壳体的膨胀破碎过程和形成破片特性进行了研究。首先,本论文从理论上分析了不同材料壳体的径向膨胀过程,建立了不同材料弹体膨胀过程的理论分析模型,得到了炸药内爆炸强载荷加载下壳体膨胀运动方程。运用AUTODYN-3D有限元软件仿真了不同材料壳体膨胀破碎过程,获得了某三代高能炸药装药驱动下战斗部壳体材料性能对弹体膨胀过程的影响规律,并与理论分析结果进行了比较。其次,本论文针对某三代高能炸药作用下壳体形成破片,运用破片杀伤战斗部设计专用软件和AUTODYN-3D有限元软件,通过数值计算和数值仿真,获得了不同弹体材料和不同壁厚对形成破片质量分布、初始速度等特征参量的影响规律,建立了适用于三代高能炸药作用下战斗部壳体形成破片质量分布以及最大初速的预测公式。最后,本论文设计了壳体膨胀破碎过程超高速摄影试验、壳体静爆破片回收试验和破片最大速度测定试验,研究了三代高能炸药加载下壳体材料力学性能对壳体膨胀破碎过程、壳体形成破片质量分布以及破片最大初速的影响。试验结果表明,随着壳体材料极限抗拉强度的降低以及动态断裂韧性的增加,壳体膨...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２弹丸静爆形成破片分布情况??为了获得高能炸药装药驱动下战斗部材料性能对弹体膨胀破碎过程的影响规律，现??
槪．論??．擊卵??图２．２弹丸静爆形成破片分布情况??为了获得高能炸药装药驱动下战斗部材料性能对弹体膨胀破碎过程的影响规律，现??采用ＡＵＴＯＤＹＮ－３Ｄ有限元软件和基于Ｍｏｔｔ破片分布理论的Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｔ＾ｉ’７２喃机破碎模??型对杀爆战斗部的壳体膨胀破碎过程进行王维数值仿真计算。为了数值仿真结果更具普??遍适用性Ｗ及节约计算时间，在建立数值仿真模型时，采用１／４标准圆筒式仿真模型，??并在壳体外沿设置了多个动态Ｇａｕｇｅｓ点，Ｗ追踪壳体不同位置在膨胀破碎过程中距离、??速度等参量随时间的变化情况，如图２．３所示。??哩；：ｉ??图２．３?１／４仿真模型??数值仿真模型可分为壳体和装药两个部分。其中壳体材料选取典型弹体材料??ＳＯＳｉＭｎＶＢ钢从及新型弹体材料４０ＣｒＭｎＳ巧钢和８２钢，共Ｈ种材料。高破片率钢??５０ＳｉＭｎＶＢ钢是当前破片战斗部弹体材料的主要选材，而４０ＣｒＭｎＳ旧钢和８２钢作为新??型弹体材料，具有良好的综合性能，王种材料的基本力学性能参数及研究方案见表２．１。??壳体内径为５０ｉｎｉ）ｉ
硕±学位论文??上也取Ｉｍｍ为一个网格，共８０个网格；炸药的外圆周部取０．８ｍｍ为一个网格，共５０??个网格，如图２．５所示。??表２．１壳体材料力学性能参数及研究方案??密度?极限抗拉强度?弹性模量?断裂初性??方案号?壳体材料???（ｇ／ｃｍ〇?（ＭＰａ）?（ＧＰａ）?（ＭＰａ）??冉?１?４０ＣｒＭｎＳ?旧?１?义１?１２５０?１９３?８６??＃２?５０ＳｉＭｎＶＢ?７．８６?１１９０?２０９?９７??＃３?８２ｓｔｅｅｌ?７．８４?９如?２１０?１０９???表２．２某Ｈ代高能炸药性能参数???密度?爆速?爆压?单位体积能量??炸药名称?，?，??（ｇ／ｃｍ］）?（ｍ／ｓ）?（ＫＰａ）?（ＫｊＷ）??某?Ｈ?代高能炸药?１．９３?９０６１?３．８３＊１０７?１．０８＊１０＾??Ｉ’?？亩?‘ｇ?ｊ立ｒ點，—，立’《??歡：巧甲澤蛋禮．堅祀请；．??ｉ、Ｖ?、＞？？＂?＂?？ＴＴ－—?＂?■?■?■？■■?？？?＊??＾＾ＢＰｉＨｍｉ?巧藍霉?？??＇．．?－?－ｒ?Ｖ’；衝蠢，舉窜巧－；－＇淫巧色考苛穿＇＂??３?一斬證藻匙無活詔曹宙??图２．４壳体网格划分?图２．５装药网格划分??数值仿真模型中壳体部分和装药部分均采用Ｌａｇｒａｎｇｅ算法。壳体和装药的主要仿真??参数见表２．３。壳体材料的状态方程采用Ｌｉｎｅａｒ形式，强度模型采用经典的Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ??模型，应力失效模型采用別ｏｃｈａｓｔｉｃ随机失效模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同壳体材料的圆筒驱动数值模拟分析[J]. 李玲,王新颖. 装备制造技术. 2014(10)
[2]弹体材料性能对破片形成的影响[J]. 陈醇,李伟兵,王晓鸣,李文彬,刘汉鑫. 高压物理学报. 2014(05)
[3]CL-20晶体粒度和形貌对其机械感度及火焰感度的影响[J]. 王彩玲,赵省向,戴致鑫,姚李娜,陶俊. 爆破器材. 2014(05)
[4]挠性炸药的发展及应用[J]. 王晓峰,南海. 爆破器材. 2014(04)
[5]燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响[J]. 邵重斌,庞维强,樊学忠,吴淑新,廖林泉,刘小刚,付小龙,李吉祯. 火炸药学报. 2014(03)
[6]基于Mathematica的量纲分析及其应用[J]. 韩永胜,杨宏新,马军,陈曙. 大学物理. 2014(04)
[7]石墨烯基炸药传感器的研究进展[J]. 方玉凤,程新路,张朝阳,周阳. 含能材料. 2014(01)
[8]圆柱形战斗部爆炸破片特性研究[J]. 孔祥韶,吴卫国,杜志鹏,陈攀. 工程力学. 2014(01)
[9]缓冲材料对活性破片战斗部爆炸驱动影响分析[J]. 余庆波,王海福,金学科,俞为民. 北京理工大学学报. 2013(02)
[10]大当量杀伤战斗部破片飞散特性试验方法研究[J]. 王林,刘永付,李晓辉,高秀娟. 弹箭与制导学报. 2012(06)
博士论文
[1]超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D]. 邹吉权.天津大学 2009
硕士论文
[1]弹壳材料局部激冷改善破片性能的研究[D]. 李超.沈阳工业大学 2013
[2]钻地弹弹体材料力学性能研究[D]. 耿宝刚.国防科学技术大学 2010
[3]外爆加载下分层金属管膨胀破裂过程研究[D]. 徐皇兵.中国工程物理研究院 2004
本文编号：3346514
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２弹丸静爆形成破片分布情况??为了获得高能炸药装药驱动下战斗部材料性能对弹体膨胀破碎过程的影响规律，现??
槪．論??．擊卵??图２．２弹丸静爆形成破片分布情况??为了获得高能炸药装药驱动下战斗部材料性能对弹体膨胀破碎过程的影响规律，现??采用ＡＵＴＯＤＹＮ－３Ｄ有限元软件和基于Ｍｏｔｔ破片分布理论的Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｔ＾ｉ’７２喃机破碎模??型对杀爆战斗部的壳体膨胀破碎过程进行王维数值仿真计算。为了数值仿真结果更具普??遍适用性Ｗ及节约计算时间，在建立数值仿真模型时，采用１／４标准圆筒式仿真模型，??并在壳体外沿设置了多个动态Ｇａｕｇｅｓ点，Ｗ追踪壳体不同位置在膨胀破碎过程中距离、??速度等参量随时间的变化情况，如图２．３所示。??哩；：ｉ??图２．３?１／４仿真模型??数值仿真模型可分为壳体和装药两个部分。其中壳体材料选取典型弹体材料??ＳＯＳｉＭｎＶＢ钢从及新型弹体材料４０ＣｒＭｎＳ巧钢和８２钢，共Ｈ种材料。高破片率钢??５０ＳｉＭｎＶＢ钢是当前破片战斗部弹体材料的主要选材，而４０ＣｒＭｎＳ旧钢和８２钢作为新??型弹体材料，具有良好的综合性能，王种材料的基本力学性能参数及研究方案见表２．１。??壳体内径为５０ｉｎｉ）ｉ
硕±学位论文??上也取Ｉｍｍ为一个网格，共８０个网格；炸药的外圆周部取０．８ｍｍ为一个网格，共５０??个网格，如图２．５所示。??表２．１壳体材料力学性能参数及研究方案??密度?极限抗拉强度?弹性模量?断裂初性??方案号?壳体材料???（ｇ／ｃｍ〇?（ＭＰａ）?（ＧＰａ）?（ＭＰａ）??冉?１?４０ＣｒＭｎＳ?旧?１?义１?１２５０?１９３?８６??＃２?５０ＳｉＭｎＶＢ?７．８６?１１９０?２０９?９７??＃３?８２ｓｔｅｅｌ?７．８４?９如?２１０?１０９???表２．２某Ｈ代高能炸药性能参数???密度?爆速?爆压?单位体积能量??炸药名称?，?，??（ｇ／ｃｍ］）?（ｍ／ｓ）?（ＫＰａ）?（ＫｊＷ）??某?Ｈ?代高能炸药?１．９３?９０６１?３．８３＊１０７?１．０８＊１０＾??Ｉ’?？亩?‘ｇ?ｊ立ｒ點，—，立’《??歡：巧甲澤蛋禮．堅祀请；．??ｉ、Ｖ?、＞？？＂?＂?？ＴＴ－—?＂?■?■?■？■■?？？?＊??＾＾ＢＰｉＨｍｉ?巧藍霉?？??＇．．?－?－ｒ?Ｖ’；衝蠢，舉窜巧－；－＇淫巧色考苛穿＇＂??３?一斬證藻匙無活詔曹宙??图２．４壳体网格划分?图２．５装药网格划分??数值仿真模型中壳体部分和装药部分均采用Ｌａｇｒａｎｇｅ算法。壳体和装药的主要仿真??参数见表２．３。壳体材料的状态方程采用Ｌｉｎｅａｒ形式，强度模型采用经典的Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｃｏｏｋ??模型，应力失效模型采用別ｏｃｈａｓｔｉｃ随机失效模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同壳体材料的圆筒驱动数值模拟分析[J]. 李玲,王新颖. 装备制造技术. 2014(10)
[2]弹体材料性能对破片形成的影响[J]. 陈醇,李伟兵,王晓鸣,李文彬,刘汉鑫. 高压物理学报. 2014(05)
[3]CL-20晶体粒度和形貌对其机械感度及火焰感度的影响[J]. 王彩玲,赵省向,戴致鑫,姚李娜,陶俊. 爆破器材. 2014(05)
[4]挠性炸药的发展及应用[J]. 王晓峰,南海. 爆破器材. 2014(04)
[5]燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响[J]. 邵重斌,庞维强,樊学忠,吴淑新,廖林泉,刘小刚,付小龙,李吉祯. 火炸药学报. 2014(03)
[6]基于Mathematica的量纲分析及其应用[J]. 韩永胜,杨宏新,马军,陈曙. 大学物理. 2014(04)
[7]石墨烯基炸药传感器的研究进展[J]. 方玉凤,程新路,张朝阳,周阳. 含能材料. 2014(01)
[8]圆柱形战斗部爆炸破片特性研究[J]. 孔祥韶,吴卫国,杜志鹏,陈攀. 工程力学. 2014(01)
[9]缓冲材料对活性破片战斗部爆炸驱动影响分析[J]. 余庆波,王海福,金学科,俞为民. 北京理工大学学报. 2013(02)
[10]大当量杀伤战斗部破片飞散特性试验方法研究[J]. 王林,刘永付,李晓辉,高秀娟. 弹箭与制导学报. 2012(06)
博士论文
[1]超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D]. 邹吉权.天津大学 2009
硕士论文
[1]弹壳材料局部激冷改善破片性能的研究[D]. 李超.沈阳工业大学 2013
[2]钻地弹弹体材料力学性能研究[D]. 耿宝刚.国防科学技术大学 2010
[3]外爆加载下分层金属管膨胀破裂过程研究[D]. 徐皇兵.中国工程物理研究院 2004
本文编号：3346514
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3346514.html
