三代炸藥爆炸加載下戰(zhàn)斗部殼體形變規(guī)律及破片性能研究
發(fā)布時間:2021-08-16 22:42
本論文以高能炸藥在殺爆戰(zhàn)斗部上的應用為背景,對三代高能炸藥加載下典型材料戰(zhàn)斗部殼體的膨脹破碎過程和形成破片特性進行了研究。首先,本論文從理論上分析了不同材料殼體的徑向膨脹過程,建立了不同材料彈體膨脹過程的理論分析模型,得到了炸藥內(nèi)爆炸強載荷加載下殼體膨脹運動方程。運用AUTODYN-3D有限元軟件仿真了不同材料殼體膨脹破碎過程,獲得了某三代高能炸藥裝藥驅(qū)動下戰(zhàn)斗部殼體材料性能對彈體膨脹過程的影響規(guī)律,并與理論分析結(jié)果進行了比較。其次,本論文針對某三代高能炸藥作用下殼體形成破片,運用破片殺傷戰(zhàn)斗部設計專用軟件和AUTODYN-3D有限元軟件,通過數(shù)值計算和數(shù)值仿真,獲得了不同彈體材料和不同壁厚對形成破片質(zhì)量分布、初始速度等特征參量的影響規(guī)律,建立了適用于三代高能炸藥作用下戰(zhàn)斗部殼體形成破片質(zhì)量分布以及最大初速的預測公式。最后,本論文設計了殼體膨脹破碎過程超高速攝影試驗、殼體靜爆破片回收試驗和破片最大速度測定試驗,研究了三代高能炸藥加載下殼體材料力學性能對殼體膨脹破碎過程、殼體形成破片質(zhì)量分布以及破片最大初速的影響。試驗結(jié)果表明,隨著殼體材料極限抗拉強度的降低以及動態(tài)斷裂韌性的增加,殼體膨...
【文章來源】:南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.2彈丸靜爆形成破片分布情況??為了獲得高能炸藥裝藥驅(qū)動下戰(zhàn)斗部材料性能對彈體膨脹破碎過程的影響規(guī)律,現(xiàn)??
槪.論??.擊卵??圖2.2彈丸靜爆形成破片分布情況??為了獲得高能炸藥裝藥驅(qū)動下戰(zhàn)斗部材料性能對彈體膨脹破碎過程的影響規(guī)律,現(xiàn)??采用AUTODYN-3D有限元軟件和基于Mott破片分布理論的Stochastict^i’72喃機破碎模??型對殺爆戰(zhàn)斗部的殼體膨脹破碎過程進行王維數(shù)值仿真計算。為了數(shù)值仿真結(jié)果更具普??遍適用性W及節(jié)約計算時間,在建立數(shù)值仿真模型時,采用1/4標準圓筒式仿真模型,??并在殼體外沿設置了多個動態(tài)Gauges點,W追蹤殼體不同位置在膨脹破碎過程中距離、??速度等參量隨時間的變化情況,如圖2.3所示。??哩;:i??圖2.3?1/4仿真模型??數(shù)值仿真模型可分為殼體和裝藥兩個部分。其中殼體材料選取典型彈體材料??SOSiMnVB鋼從及新型彈體材料40CrMnS巧鋼和82鋼,共H種材料。高破片率鋼??50SiMnVB鋼是當前破片戰(zhàn)斗部彈體材料的主要選材,而40CrMnS舊鋼和82鋼作為新??型彈體材料,具有良好的綜合性能,王種材料的基本力學性能參數(shù)及研究方案見表2.1。??殼體內(nèi)徑為50ini)i
碩±學位論文??上也。桑恚頌橐粋網(wǎng)格,共80個網(wǎng)格;炸藥的外圓周部。埃福恚頌橐粋網(wǎng)格,共50??個網(wǎng)格,如圖2.5所示。??表2.1殼體材料力學性能參數(shù)及研究方案??密度?極限抗拉強度?彈性模量?斷裂初性??方案號?殼體材料???(g/cm〇?(MPa)?(GPa)?(MPa)??冉?1?40CrMnS?舊?1?義1?1250?193?86??#2?50SiMnVB?7.86?1190?209?97??#3?82steel?7.84?9如?210?109???表2.2某H代高能炸藥性能參數(shù)???密度?爆速?爆壓?單位體積能量??炸藥名稱?,?,??(g/cm])?(m/s)?(KPa)?(KjW)??某?H?代高能炸藥?1.93?9061?3.83*107?1.08*10^??I’??畝?‘g?j立r點,—,立’《??歡:巧甲澤蛋禮.堅祀請;.??i、V?、>??"?"??TT-—?"?■?■?■?■■????*??^^BPiHmi?巧藍霉????'..?-?-r?V’;衝蠢,舉竄巧-;-'淫巧色考苛穿'"??3?一斬證藻匙無活詔曹宙??圖2.4殼體網(wǎng)格劃分?圖2.5裝藥網(wǎng)格劃分??數(shù)值仿真模型中殼體部分和裝藥部分均采用Lagrange算法。殼體和裝藥的主要仿真??參數(shù)見表2.3。殼體材料的狀態(tài)方程采用Linear形式,強度模型采用經(jīng)典的Johnson-Cook??模型,應力失效模型采用別ochastic隨機失效模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同殼體材料的圓筒驅(qū)動數(shù)值模擬分析[J]. 李玲,王新穎. 裝備制造技術. 2014(10)
[2]彈體材料性能對破片形成的影響[J]. 陳醇,李偉兵,王曉鳴,李文彬,劉漢鑫. 高壓物理學報. 2014(05)
[3]CL-20晶體粒度和形貌對其機械感度及火焰感度的影響[J]. 王彩玲,趙省向,戴致鑫,姚李娜,陶俊. 爆破器材. 2014(05)
[4]撓性炸藥的發(fā)展及應用[J]. 王曉峰,南海. 爆破器材. 2014(04)
[5]燃燒催化劑對含CL-20無煙NEPE推進劑燃燒性能的影響[J]. 邵重斌,龐維強,樊學忠,吳淑新,廖林泉,劉小剛,付小龍,李吉禎. 火炸藥學報. 2014(03)
[6]基于Mathematica的量綱分析及其應用[J]. 韓永勝,楊宏新,馬軍,陳曙. 大學物理. 2014(04)
[7]石墨烯基炸藥傳感器的研究進展[J]. 方玉鳳,程新路,張朝陽,周陽. 含能材料. 2014(01)
[8]圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸破片特性研究[J]. 孔祥韶,吳衛(wèi)國,杜志鵬,陳攀. 工程力學. 2014(01)
[9]緩沖材料對活性破片戰(zhàn)斗部爆炸驅(qū)動影響分析[J]. 余慶波,王海福,金學科,俞為民. 北京理工大學學報. 2013(02)
[10]大當量殺傷戰(zhàn)斗部破片飛散特性試驗方法研究[J]. 王林,劉永付,李曉輝,高秀娟. 彈箭與制導學報. 2012(06)
博士論文
[1]超高強度鋼及其焊接接頭的斷裂行為研究[D]. 鄒吉權(quán).天津大學 2009
碩士論文
[1]彈殼材料局部激冷改善破片性能的研究[D]. 李超.沈陽工業(yè)大學 2013
[2]鉆地彈彈體材料力學性能研究[D]. 耿寶剛.國防科學技術大學 2010
[3]外爆加載下分層金屬管膨脹破裂過程研究[D]. 徐皇兵.中國工程物理研究院 2004
本文編號:3346514
【文章來源】:南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.2彈丸靜爆形成破片分布情況??為了獲得高能炸藥裝藥驅(qū)動下戰(zhàn)斗部材料性能對彈體膨脹破碎過程的影響規(guī)律,現(xiàn)??
槪.論??.擊卵??圖2.2彈丸靜爆形成破片分布情況??為了獲得高能炸藥裝藥驅(qū)動下戰(zhàn)斗部材料性能對彈體膨脹破碎過程的影響規(guī)律,現(xiàn)??采用AUTODYN-3D有限元軟件和基于Mott破片分布理論的Stochastict^i’72喃機破碎模??型對殺爆戰(zhàn)斗部的殼體膨脹破碎過程進行王維數(shù)值仿真計算。為了數(shù)值仿真結(jié)果更具普??遍適用性W及節(jié)約計算時間,在建立數(shù)值仿真模型時,采用1/4標準圓筒式仿真模型,??并在殼體外沿設置了多個動態(tài)Gauges點,W追蹤殼體不同位置在膨脹破碎過程中距離、??速度等參量隨時間的變化情況,如圖2.3所示。??哩;:i??圖2.3?1/4仿真模型??數(shù)值仿真模型可分為殼體和裝藥兩個部分。其中殼體材料選取典型彈體材料??SOSiMnVB鋼從及新型彈體材料40CrMnS巧鋼和82鋼,共H種材料。高破片率鋼??50SiMnVB鋼是當前破片戰(zhàn)斗部彈體材料的主要選材,而40CrMnS舊鋼和82鋼作為新??型彈體材料,具有良好的綜合性能,王種材料的基本力學性能參數(shù)及研究方案見表2.1。??殼體內(nèi)徑為50ini)i
碩±學位論文??上也。桑恚頌橐粋網(wǎng)格,共80個網(wǎng)格;炸藥的外圓周部。埃福恚頌橐粋網(wǎng)格,共50??個網(wǎng)格,如圖2.5所示。??表2.1殼體材料力學性能參數(shù)及研究方案??密度?極限抗拉強度?彈性模量?斷裂初性??方案號?殼體材料???(g/cm〇?(MPa)?(GPa)?(MPa)??冉?1?40CrMnS?舊?1?義1?1250?193?86??#2?50SiMnVB?7.86?1190?209?97??#3?82steel?7.84?9如?210?109???表2.2某H代高能炸藥性能參數(shù)???密度?爆速?爆壓?單位體積能量??炸藥名稱?,?,??(g/cm])?(m/s)?(KPa)?(KjW)??某?H?代高能炸藥?1.93?9061?3.83*107?1.08*10^??I’??畝?‘g?j立r點,—,立’《??歡:巧甲澤蛋禮.堅祀請;.??i、V?、>??"?"??TT-—?"?■?■?■?■■????*??^^BPiHmi?巧藍霉????'..?-?-r?V’;衝蠢,舉竄巧-;-'淫巧色考苛穿'"??3?一斬證藻匙無活詔曹宙??圖2.4殼體網(wǎng)格劃分?圖2.5裝藥網(wǎng)格劃分??數(shù)值仿真模型中殼體部分和裝藥部分均采用Lagrange算法。殼體和裝藥的主要仿真??參數(shù)見表2.3。殼體材料的狀態(tài)方程采用Linear形式,強度模型采用經(jīng)典的Johnson-Cook??模型,應力失效模型采用別ochastic隨機失效模型
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同殼體材料的圓筒驅(qū)動數(shù)值模擬分析[J]. 李玲,王新穎. 裝備制造技術. 2014(10)
[2]彈體材料性能對破片形成的影響[J]. 陳醇,李偉兵,王曉鳴,李文彬,劉漢鑫. 高壓物理學報. 2014(05)
[3]CL-20晶體粒度和形貌對其機械感度及火焰感度的影響[J]. 王彩玲,趙省向,戴致鑫,姚李娜,陶俊. 爆破器材. 2014(05)
[4]撓性炸藥的發(fā)展及應用[J]. 王曉峰,南海. 爆破器材. 2014(04)
[5]燃燒催化劑對含CL-20無煙NEPE推進劑燃燒性能的影響[J]. 邵重斌,龐維強,樊學忠,吳淑新,廖林泉,劉小剛,付小龍,李吉禎. 火炸藥學報. 2014(03)
[6]基于Mathematica的量綱分析及其應用[J]. 韓永勝,楊宏新,馬軍,陳曙. 大學物理. 2014(04)
[7]石墨烯基炸藥傳感器的研究進展[J]. 方玉鳳,程新路,張朝陽,周陽. 含能材料. 2014(01)
[8]圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸破片特性研究[J]. 孔祥韶,吳衛(wèi)國,杜志鵬,陳攀. 工程力學. 2014(01)
[9]緩沖材料對活性破片戰(zhàn)斗部爆炸驅(qū)動影響分析[J]. 余慶波,王海福,金學科,俞為民. 北京理工大學學報. 2013(02)
[10]大當量殺傷戰(zhàn)斗部破片飛散特性試驗方法研究[J]. 王林,劉永付,李曉輝,高秀娟. 彈箭與制導學報. 2012(06)
博士論文
[1]超高強度鋼及其焊接接頭的斷裂行為研究[D]. 鄒吉權(quán).天津大學 2009
碩士論文
[1]彈殼材料局部激冷改善破片性能的研究[D]. 李超.沈陽工業(yè)大學 2013
[2]鉆地彈彈體材料力學性能研究[D]. 耿寶剛.國防科學技術大學 2010
[3]外爆加載下分層金屬管膨脹破裂過程研究[D]. 徐皇兵.中國工程物理研究院 2004
本文編號:3346514
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