ANSYS/LS-DYNA串联侵爆弹终点威力的计算研究

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摘要本论文利用ANSYS/LS-DYNA模拟直径35mm，长度145mm的串联侵爆弹对混凝土目标的侵彻过程以及爆炸过程，分析在侵彻过程中弹体速度、加速度和位移曲线以及爆炸过程中距离炸药不同距离上的点在不同时刻压力变化曲线。同时也对该侵爆弹的4倍模型进行了对比分析。最后总结分析影响弹体对混凝土侵彻深度的影响因素。通过本次研究分析，得出串联侵彻模型对侵彻深度有增益效果，且仿真结果与理论计算值偏差很小，因此验证了此次仿真的正确性。而长径比为16倍的单个整体模型的侵彻深度与理论计算值有较大偏差。59837

毕业论文关键词串联战斗部侵爆弹侵彻爆炸混凝土 LS-DYNA

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title the computation study of the terminal power of the Tandem warhead

Abstract In this thesis, a numerical simulation with ANSYS/LS-DYNA of the penetration and explosion of the concrete is studied in which the diameter of the projectile is 35mm and length of the projectile is 145mm. It analysis the curve of projectile’s velocity, acceleration and displacement in the penetration process and the pressure curve of the points which are in different distances from the explosive at different times during the explosion. It also compares and analysis a model which is four times of the model in the front. Finally it concludes the factors of the penetration into concrete. Through this thesis, it concluded the conclusion that the tandem warhead could increase the depth of penetration. And the simulation results were similar to theoretical results. Therefore it verified the correctness of the numerical simulation. However there are deviations in the penetration depth between the theoretical calculation and single whole model with 3 times ratio of the diameter and length.

Keywords tandem warhead penetration explosion concrete LS-DYNA

1 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 研究方法和主要内容 4

2 混凝土侵彻以及爆炸的相关理论计算 5

2.1 常用混凝土侵彻经验计算公式 5

2.2 炸药在混凝土中爆炸理论分析计算 6

3 弹体侵彻混凝土靶的仿真模拟计算 8

3.1 仿真时所用的材料模型 8

3.2 模拟串联侵爆弹侵彻混凝土的作用过程 16

3.2 模拟四倍质量和装药的长杆弹对混凝土的侵彻与爆炸 23

3.4 侵彻结果的对比和影响侵彻能力的因素分析 29

结论 32

致谢 33

参考文献 34

1 绪论

随着精确制导、高威力武器技术的快速发展，一些重要以及具有重大战略意义和高价值的目标均已转入地下，如军事指挥中心、重要武器设施等都极大的增强了其防护措施，使得它们成为难以触及、难以摧毁的坚固目标[3]。随着暴露的重要军事目标的逐渐减少，战场目标也跟着发展变化。从海湾战争以来的几场局部战争中可以看出：随着防御体系的发展，具有重要战略价值的军事指挥中心以及重要武器设施等军事目标大批转入地下深层，且防御结构越来越坚固。

如何有效地打击这类目标，已经成为各国相关军事部门关注的问题之一，并且各国都在积极寻求对其有效的毁伤手段和方法。对付这类目标，要求战斗部必须先侵入目标内部然后爆炸，依靠战斗部内装药爆炸产生的冲击波、爆炸生成物以及爆炸产生的弹体破片来摧毁目标或者对其产生一定的毁伤效果。钻地弹正是对付这类目标的有效武器。美国对伊拉克于 1991 年发动的“沙漠风暴”、2003 年发动“斩首”行动以及 1999 年对南联盟的战争都充分表明：深层钻地武器作为未来战争中的“杀手铜”之一，将主要承担起威慑与有效打击的双重作任务[3]。钻地弹具有明显的时代特征，它的主要攻击对象是指挥、控制和通讯等重要战略目标，其所遇到的环境条件非常恶劣、复杂，要使弹体在特定的目标材料中达到所要求的强度，这将涉及到坚固介质的侵彻机制、弹体设计等等问题。