双层药型罩射流形成的理论研究与数值模拟

发布时间：2021-11-16 01:13

　　聚能射流方向性好、能量密度高，具有良好的侵彻性能，在军事和民用诸多领域应用广泛，随着科学技术的不断进步，如何得到高性能射流成了亟需解决的问题。另一方面，聚能射流的侵彻性能与药型罩属性密切相关，因此药型罩的选择对聚能装药结构设计至关重要。本文介绍了药型罩的研究现状，探讨了药型罩压合过程中厚度方向的速度和压力变化规律，发现药型罩在向轴线压合过程中内能不断的向内层转移，并导致罩内层微元速度大于外层，在此过程中罩内压力最大值将出现在厚度方向中间位置。通过分析聚能射流的形成，提出了双层药型罩结构的概念，当外层罩的声阻抗小于内层罩时，爆轰压力的放大导致内层罩获得更大的压垮速度，形成了更高速度的射流。通过对双层罩射流形成的仿真发现，在装药结构不变时双层罩设计能有效提高射流头部速度，且最大可提高20%左右，其次，内层罩几乎能全部形成射流，大大提高了材料的利用率。侵彻结果表明,双层罩设计有效提高了射流侵彻性能，铝-铜罩、铝-钽罩和铝-钨罩射流的穿深分别比单铜罩、单钽罩和单钨罩提高了16%、22%和30%。双层罩结构不仅能提高药型罩的利用率，而且还可以增强聚能射流的侵彻性能，值得做进一步研究。 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属药型罩材料研究现状
        1.2.1 单金属药型罩
        1.2.2 多相复合材料药型罩
    1.3 双层药型罩研究现状
    1.4 本文的研究内容及解决方案
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 相关问题解决方案
第二章 聚能装药基本理论解析
    2.1 聚能装药射流形成的基本理论
        2.1.1 伯克霍夫定常理论
        2.1.2 PER 准定常理论
        2.1.3 粘塑性流体力学理论
    2.2 射流侵彻基本理论
        2.2.1 定常理想不可压缩流体力学理论
        2.2.2 准定常理想不可压缩流体力学理论
        2.2.3 考虑靶体材料强度的侵彻理论
        2.2.4 弹坑增长过程
    2.3 射流断裂理论
        2.3.1 Vpl断裂理论
        2.3.2 Pfeffer 断裂理论
        2.3.3 Chou-Carleone 断裂理论
第三章 双层罩射流形成的理论解析
    3.1 药型罩压垮过程解析
    3.2 爆轰对双层药型罩作用机理
        3.2.1 药型罩压跨过程厚度方向速度解析
        3.2.2 药型罩压跨过程厚度方向压力解析
        3.2.3 外层罩对内层罩的作用机理
            3.2.3.1 应力波在介质中传播的状态方程
            3.2.3.2 冲击波在双层罩间的传播
    3.3 双层药型罩射流形成解析
        3.3.1 射流凝聚性判据
        3.3.2 双层罩射流形成
第四章 双层罩射流形成的数值仿真
    4.1 数值模型
        4.1.1 相关算法
        4.1.2 几何模型的建立
        4.1.3 材料选择
    4.2 双层罩材料分界线的确定
    4.3 仿真结果分析
        4.3.1 双层药型罩射流形成概况
        4.3.2 双层药型罩射流凝聚性分析
        4.3.3 双层药型罩射流速度分析
        4.3.4 双层药型罩射流侵彻半无限靶
第五章 结论及展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]双层药型罩射流形成的仿真研究[J]. 夏杰,段卫东.  爆破. 2011(03)
[2]双层药型罩侵彻半无限靶板的数值仿真研究[J]. 郑宇,王晓鸣,李文彬.  南京理工大学学报(自然科学版). 2008(03)
[3]药型罩材料的发展[J]. 胡忠武,李中奎,张廷杰,张小明.  稀有金属材料与工程. 2004(10)
[4]聚能装药药型罩作用机理的实验解析[J]. 解永红,陈智刚,赵太勇.  弹箭与制导学报. 2004(01)
[5]钼在药型罩中的应用[J]. 韩欢庆,张鹏,姜伟,褚征军.  中国钼业. 2004(01)
[6]钨在药型罩中的应用[J]. 韩欢庆,陈飞雄,甘乐,褚征军.  中国钨业. 2004(01)
[7]破甲弹复合罩性能研究[J]. 臧涛成,胡焕性,邵琦.  火炸药学报. 1998(04)
[8]用聚能装药多层药型罩提高射流速度的研究[J]. 臧涛成,贾建新,黄丽宏.  弹道学报. 1995(02)
[9]复合药型罩的研究进展[J]. 李国宾.  兵器材料科学与工程. 1995(01)
[10]三层药型罩压垮过程初探[J]. 周俊祥,孟宪昌.  太原机械学院学报. 1994(04)

博士论文
[1]双层药型罩毁伤元形成机理研究[D]. 郑宇.南京理工大学 2008



本文编号：3497885