AUTODYN预制破片战斗部破片飞散特性影响因素研究

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摘要为研究起爆方式、破片材料、外形曲率等三方面因素对预制破片战斗部破片飞散特性的影响，本文运用AUTODYN数值仿真软件在这三方面分别建立相应模型进行模拟仿真。仿真分析发现，不同的起爆方式下，中心起爆时，破片飞散均匀性最好，起爆点数量增加,破片的飞散速度增加；对于不同的破片材料，45#钢破片飞散速度最大，飞散均匀性最好；对于破片有外形曲率的预制破片战斗部而言，并不是破片外形曲率越大或者越小越好，而是有一个合适的范围，相对于本文所建立的战斗部模型，其最佳范围为382.2mm--530.3mm。60591

毕业论文关键词预制破片起爆方式破片材料外形曲率飞散特性

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Prefabricated fragmentation warhead fragments scattering characteristics influencing factors

Abstract

To study ways of initiation, fragment material, shape curvature of three factors on the pre-fragmentation warhead fragments scattering characteristics,AUTODYN numerical simulation software is used to establish corresponding simulation model in these three areas in this paper.Simulation analysis found that for different ways of initiation,the center detonated, scattering fragments uniformity best ,detonation point increase in the number of fragments flying speed increases;for different fragments of material, 45 # steel fragments have the maximum flying speed, and the best flying uniformity;for pre-formed fragment warhead that the fragmentation has shape curvature,fragmentation shape curvature is not the bigger the better or the smaller the better ,instead, there is an appropriate range,established with respect to this article Warhead,the best range is 382.2mm--530.3mm.

Keywords Prefabricated Fragments , Initiation way ,Fragment Materials , Shape curvature ,Scattering characteristics

1 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内研究现状 1

1.3 国外研究现状 2

1.4 本课题主要研究内容 3

2 预制破片相关理论分析 4

2.1 爆轰波冲击理论 4

2.2 预制破片 7

2.3 破片初速 8

2.4 破片分散角 10

3 数值仿真 12

3.1 AUTODYN软件简介 13

3.2 材料模型建立 15

3.3 小结 17

4 预制破片典型影响因素分析 18

4.1 起爆方式影响分析 18

4.2 破片材料影响分析 25

4.3 外形曲率影响分析 30

4.4 本章小结 40

5 结论 41

致谢 42

参考文献 45

1 绪论

1.1 研究目的和意义

在众多战斗部中，预制破片杀伤战斗部占据着重要的地位，其中一个重要的原因便是，预制破片战斗部在战斗中可产生大小与形状规则的杀伤破片。影响破片的动能打击效果的因素很多，例如：破片形状，装药结构，起爆点位置，壳体厚度，破片材料，壳体结构形状等。因此研究这些因素的影响规律以找到一个最优化结构就显得至关重要，由于战斗部的起爆、爆轰波的传播、破片的飞散及破片的毁伤效果等都是非常复杂的物理、力学过程，因此，用理论分析的方法进行研究比较困难；如果采用实验的方法，不仅结构设计周期长，而且研究经费耗费大。随着计算机技术的广泛应用以及数值仿真软件的发展，使得仿真模拟成为弹药设计的一个重要手段。数值仿真软件可模拟介质间的高速碰撞、侵蚀及形变断裂等复杂过程，并获得清晰的连续变化图像和各种物理量的变化规律，还可对所设计的各种战斗部模拟仿真，了解战斗部的爆炸过程和爆轰波对破片作用机制，为优化战斗部设计提供一定的依据。鉴于此，本文采用数值模拟的方法对影响预制破片战斗部破片飞散特性的典型因素，即起爆方式、破片材料、壳体外形曲率等进行分析研究，以找到影响规律，为优化战斗部设计，提高预制破片战斗部杀伤威力提供参考依据[1]。