【摘要】：熔鑄裝藥和壓裝藥作為兩種常用的裝藥方法,在裝填過程中都可能存在裝藥缺陷,并對發(fā)射安全性及終點效應(yīng)等彈藥性能產(chǎn)生影響。本文著重研究了底隙對榴彈發(fā)射安全性的影響,裝藥密度對榴彈發(fā)射過程中裝藥應(yīng)力的影響,以及裝藥密度對破甲彈終點效應(yīng)的影響。主要研究內(nèi)容如下： 基于顯式動力學(xué)仿真軟件,本文首先建立了彈丸發(fā)射過程動力學(xué)仿真模型,研究了網(wǎng)格模型對仿真精度的影響,其彈丸運動參數(shù)與實際結(jié)果基本一致,驗證了仿真方法與模型的正確性。在此基礎(chǔ)上,建立了不同底隙厚度的裝藥模型,在發(fā)射沖擊作用下,仿真分析了其運動以及力學(xué)特征。仿真結(jié)果顯示,帶底隙裝藥在發(fā)射時產(chǎn)生較大的沖擊壓縮應(yīng)力,當(dāng)?shù)紫冻^某一臨界值,會發(fā)生應(yīng)力大于起爆閥值,引起膛炸。 針對常出現(xiàn)的裝藥密度不一致及不均勻缺陷,建立發(fā)射過程中的動力學(xué)仿真模型,仿真分析了其產(chǎn)生的應(yīng)力變化規(guī)律。結(jié)果表明,軸向、徑向以及剪切應(yīng)力隨裝藥密度的增大而增大,其中剪切應(yīng)力隨密度增長的幅值大于軸向與徑向應(yīng)力的增長幅度。裝藥密度不均勻時,軸向和徑向應(yīng)力幾乎不變,剪切應(yīng)力因為各層裝藥變形不同而明顯增大。 針對終點效應(yīng),建立了聚能射流侵徹靶板的有限元模型,對射流形成及侵徹靶板過程進行了仿真。結(jié)果表明,裝藥密度越接近理論密度、分布越均勻,射流速度梯度越小,連續(xù)性越好,射流不易斷裂,且射流速度和侵徹靶板的深度都會有所提高,破甲彈的毀傷效能更好。 以上裝藥缺陷對彈藥性能影響的仿真研究方法及研究結(jié)果可為裝藥工藝設(shè)計提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TJ410.34
【圖文】：

就會收縮變小，此時如果沒有液態(tài)炸藥即使補充，就會在最后才凝固的中心處出現(xiàn)縮孔，如圖1.3;含有氣體過多的溶態(tài)炸藥在凝固前若未能將氣體排出，凝固后會形成許多光滑且較散的氣泡；溶融狀態(tài)的炸藥在冷卻凝固時，由于裝藥中心到彈壁之間溫度差的存2

壓裝法作為一種傳統(tǒng)的裝藥方式，即把處于松散狀態(tài)下的顆粒狀炸藥倒入模具或殼體中，利用液壓機的壓力將其加壓為具有一定性能和形狀的藥柱，壓裝藥柱如圖1.4所示。該裝填方式中用到的松散炸藥又稱散粒體，是不同于實體與膠體的一種物質(zhì)，各個顆粒具有一定的獨立性，當(dāng)壓力較低時，散粒體主要依靠減小顆粒間的間隙來提高裝藥密度，因此密度值上升較快。隨著壓力的增大，裝藥密度的增高主要來源于顆粒炸藥的彈塑性變形，增速較緩慢。與壓制前的松裝藥炸藥密度相比，壓制后的藥柱密度增加了一倍，強度也增加到幾十兆帕左右。對同一種炸藥來說，強度與密度一般成正相相關(guān)，因為藥柱密度越大，說明松裝炸藥被壓得越實，顆粒會有更大的滑動位移、彈塑性變形和脆性變形，就會減小彼此間的間隙，因此顆粒間的嚙合力會有所增大并產(chǎn)生分子引力，藥柱強度也就隨之增大。用此裝藥方式裝填的彈藥品種有部分槽彈、穿甲彈以及破甲彈等。壓

徑向密度差，密度不均勻，導(dǎo)致藥柱發(fā)生松動，造成明顯的分層現(xiàn)象；炸藥三溫較低而溶點較高造成藥柱密度偏低，如圖1.5所示為螺旋壓裝藥后出現(xiàn)的密度疏松現(xiàn)象。經(jīng)過一段時間的保壓后藥柱密度會隨著時間的增加而增大，出現(xiàn)藥柱長大的現(xiàn)象；在藥室弧形過小處，靠近螺桿的炸藥所受擠壓力過大導(dǎo)致炸藥與螺旋激烈摩擦或者某部分炸藥摩擦?xí)r間較長，都可能導(dǎo)致裝藥局部出現(xiàn)溶化的現(xiàn)象，收縮后炸藥得不到補充造成縮孔，另外縮孔也可能出現(xiàn)在主彈口部，因為當(dāng)反壓力降低時，螺桿在馬達電開關(guān)關(guān)閉后由于慣性作用繼續(xù)轉(zhuǎn)動送藥，與螺桿長時間摩擦也會導(dǎo)致此處炸藥常常呈溶化狀態(tài)；對于螺旋壓裝藥，裂縫經(jīng)常出現(xiàn)在彈口部，一方面由于藥柱中心和邊部溫度差的存在，冷卻太快產(chǎn)生的應(yīng)力會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，另一方面，反壓力過低或過高時也極易產(chǎn)生裂紋。_圖1.5螺旋壓裝藥密度疏松分步壓裝是基于壓裝藥和螺旋裝藥的一種新型裝藥方式

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本文編號：2752985