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EFP侵彻水介质靶板机理仿真研究

作　者: 杨世昌
导　师: 曹兵
学　校: 南京理工大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 爆炸成形弹丸数值模拟侵彻机理水介质靶板破孔面积
分类号: TJ06
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 233次
引　用: 1次
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内容摘要

现代舰艇采用了高强度壳体材料、多层装甲加液层防御及多舱室结构等多项技术措施,使得防护能力大大加强。传统水中武器难以对舰船形成致命打击,而采用聚能战斗部是提高鱼雷战斗部对水面、水下舰艇毁伤效能的有效途径之一。侵彻体侵彻水介质带动水介质运动,高速水流在侵彻体穿靶后继续冲击破孔,增强舰船靶板的毁伤效果。因此开展聚能战斗部水下作用规律的研究对推动弹药技术的发展,特别是新型、大威力鱼雷战斗部的研制具有重要意义。利用现有的成熟理论和仿真技术,选型优化出长径比小、头部密实度高适合侵彻水介质靶板的爆炸成型弹丸聚能战斗部,并进行威力校核。对爆炸成型弹丸毁伤水介质靶板进行仿真计算,获得了爆炸成型弹丸侵彻水介质过程中速度衰减的规律、水介质中速度场和压力场的分布以及舰船靶板的毁伤机理。数值模拟的结果与实验结果及现象相符。研究表明水下弹道波对靶板破孔有明显的增强效应,水介质厚度直接影响爆炸成型弹丸对舰船靶板的毁伤效果,最佳水介质厚度能使舰船靶板的毁伤效果最大,爆炸成型弹丸穿靶后的剩余速度同舰船靶板厚度的线性关系可得舰船靶板的临界贯穿厚度。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 引言  7-9
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  9-12
  1.3 数值仿真分析  12-13
  1.4 本文研究目的、方法以及研究内容  13-14
2 聚能战斗部选型  14-23
  2.1 EFP主要性能分析模型  16-17
    2.1.1 EFP头部形状  16
    2.1.2 EFP长径比  16-17
  2.2 翻转模型选择  17-18
  2.3 聚能装药材料选择  18-19
    2.3.1 炸药  18
    2.3.2 药型罩  18-19
    2.3.3 壳体  19
  2.4 聚能装药尺寸确定  19-21
    2.4.1 装药口径  19
    2.4.2 药型罩设计  19-21
  2.5 起爆方式  21-22
  2.6 本章小结  22-23
3 结构优化及成型计算  23-38
  3.1 LS-DYNA简介  23-27
    3.1.1 LS-DYNA的功能  23
    3.1.2 LS-DYNA常用算法及特殊分析选项  23-25
    3.1.3 ALE和EULER方法  25-27
  3.2 聚能装药材料参数选取  27-30
    3.2.1 炸药模型的描述及其状态方程  27-28
    3.2.2 药型罩模型的描述及其状态方程  28-29
    3.2.3 壳体材料模型及其状态方程  29
    3.2.4 空气模型及其状态方程  29-30
  3.3 优化计算  30-34
    3.3.1 曲率半径  30-33
    3.3.2 装药高度  33-34
  3.4 EFP成型数值模拟计算  34-37
    3.4.1 有限元模型  34-35
    3.4.2 EFP成型数值模拟过程、结果分析  35-37
  3.5 本章小结  37-38
4 EFP侵彻威力校核  38-47
  4.1 EFP侵彻靶板的仿真模型  38-39
    4.1.1 基本假设  38
    4.1.2 计算模型  38-39
  4.2 模拟过程、结果分析  39-46
  4.3 本章小结  46-47
5 EFP侵彻水介质靶板规律研究  47-66
  5.1 计算模型及参数  47-49
  5.2 模拟结果与分析  49-57
    5.2.1 水介质变化情况  50-53
    5.2.2 EFP形状、速度变化情况  53-56
    5.2.3 靶板破坏情况  56-57
  5.3 破孔面积和水介质厚度关系  57-59
  5.4 破孔面积和靶板厚度关系  59-61
  5.5 剩余速度随侵彻深度关系  61-64
  5.6 本章小结  64-66
6 试验对比  66-70
  6.1 试验方法及试验布置  66-67
    6.1.1 试验用弹靶参数  66
    6.1.2 试验布置  66-67
  6.2 试验、模拟结果对比分析  67-69
    6.2.1 成型、威力校核试验模拟对比分析  67-68
    6.2.2 侵彻水介质靶板试验、模拟对比分析  68-69
  6.3 本章小结  69-70
7 总结  70-72
  7.1 本文工作总结  70-71
  7.2 今后工作展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76

EFP侵彻水介质靶板机理仿真研究

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