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破片与离散杆组合战斗部对巡航导弹毁伤效应的数值研究

作　者: 高淑萍
导　师: 王志军
学　校: 中北大学
专　业: 火炮、自动武器与弹药工程
关键词: 巡航导弹破片离散杆冲击起爆毁伤性能
分类号: TJ761.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着巡航导弹的诞生以及发展，对导弹拦截和毁伤的研究也在进行，反巡航导弹战斗部主要有破片式战斗部、爆破式战斗部、离散杆式战斗部、连续杆式战斗部、多聚能装药战斗部以及子母式战斗部等。本文主要设计了一种破片与离散杆组合战斗部，该战斗部既有破片速度高的优点，又兼有离散杆质量大的优点。本文在研究过程中，利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对不同材料、形状、质量以及侵彻角度下破片侵彻巡航导弹战斗部舱段进行了数值模拟，然后又分析了直杆和弯曲杆条以不同侵彻角度和着靶角度侵彻巡航导弹制导舱段，最后对本文设计的破片与离散杆组合战斗部侵彻巡航导弹进行了数值模拟。研究结果表明：(1)钨合金材料破片较4340钢破片的毁伤性能强；(2)不同形状的破片对巡航导弹战斗部的起爆速度阈值大小为立方体破片>小长径比破片>球形破片>大长径比破片；(3)侵彻角度对于圆柱形破片的起爆速度阈值影响最大，其次是立方体破片，对于球形破片的影响最小；(4)直杆的侵彻角度、着靶角度不同对制导舱段的毁伤则不同，侵彻角度40°≤≤60°时，杆条的动能利用率较高，对巡航导弹制导舱段的毁伤效果最佳；着靶角度20°≤80°时，杆条的动能利用率都很高，对巡航导弹制导舱段的毁伤效果最好；(5)弯曲杆条的侵彻角度、着靶角度不同对制导舱段的毁伤则不同，侵彻角度为50°≤≤80°时，杆条对制导舱段的毁伤效果最大；弯曲杆条以不同着靶角度侵彻时，均贯穿了制导舱段，对巡航导弹产生有效毁伤；(6)本文设计的破片与离散杆组合战斗部爆炸以后，破片与杆条均能达到预期的速度，对巡航导弹产生了致命的毁伤。本文的研究结果可为反巡航导弹的发展提供一定的借鉴。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
1 绪论  10-19
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外巡航导弹研究发展现状及趋势  11-15
    1.2.1 国内外巡航导弹的研究现状  11-14
    1.2.2 国内外巡航导弹的发展趋势  14-15
  1.3 国内外反巡航导弹战斗部技术的研究发展现状及趋势  15-18
    1.3.1 国内外反巡航导弹战斗部技术的研究现状  15-16
    1.3.2 国内外反巡航导弹战斗部技术的发展趋势  16-18
  1.4 本文研究的主要内容  18-19
2 巡航导弹特性与冲击起爆研究  19-31
  2.1 引言  19
  2.2 巡航导弹的特性分析  19-21
    2.2.1 巡航导弹的基本结构  19-20
    2.2.2 巡航导弹的毁伤  20-21
  2.3 巡航导弹的等效模型  21-24
    2.3.1 强度等效法  21-22
    2.3.2 应力波等效法  22-23
    2.3.3 本文研究的等效模型  23-24
  2.4 炸药的冲击起爆  24-30
    2.4.1 炸药的起爆机理  24-25
    2.4.2 破片对巡航导弹战斗部装药的引爆机理  25-26
    2.4.3 炸药冲击起爆的判据  26-27
    2.4.4 炸药冲击起爆的经验准则  27-28
    2.4.5 炸药冲击起爆的本构方程  28-29
    2.4.6 数值模拟中炸药是否被引爆的判断依据  29-30
  2.5 本章小结  30-31
3 破片与杆条对巡航导弹的毁伤研究  31-66
  3.1 ANSYS/LS-DYNA 软件介绍  31-32
  3.2 破片结构参数对毁伤巡航导弹战斗部的影响  32-49
    3.2.1 模型建立  32-34
    3.2.2 破片材料的影响  34-36
    3.2.3 破片形状的影响  36-42
    3.2.4 破片质量的影响  42-47
    3.2.5 侵彻角度的影响  47-49
  3.3 杆条侵彻角度和着靶角度对巡航导弹制导舱段的影响  49-64
    3.3.1 制导舱段的有限元模型  49-51
    3.3.2 直杆条侵彻角度的影响  51-55
    3.3.3 直杆条着靶角度的影响  55-58
    3.3.4 弯曲杆条侵彻角度的影响  58-62
    3.3.5 弯曲杆条着靶角度的影响  62-64
  3.4 本章小结  64-66
4 破片离散杆组合战斗部对巡航导弹的毁伤研究  66-76
  4.1 引言  66
  4.2 战斗部的结构尺寸和材料选择  66-69
  4.3 战斗部爆炸的仿真过程  69-71
  4.4 战斗部对巡航导弹毁伤的数值模拟  71-75
  4.5 结论  75-76
5 工作总结与展望  76-78
  5.1 工作总结  76-77
  5.2 今后需要进一步做的工作  77-78
参考文献  78-82
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  82-83
致谢  83-84

破片与离散杆组合战斗部对巡航导弹毁伤效应的数值研究

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