三代炸药爆炸加载下战斗部壳体形变规律及破片性能研究

摘要

本论文以高能炸药在杀爆战斗部上的应用为背景，对三代高能炸药加载下典型材料战斗部壳体的膨胀破碎过程和形成破片特性进行了研究。
　　首先，本论文从理论上分析了不同材料壳体的径向膨胀过程，建立了不同材料弹体膨胀过程的理论分析模型，得到了炸药内爆炸强载荷加载下壳体膨胀运动方程。运用AUTODYN-3D有限元软件仿真了不同材料壳体膨胀破碎过程，获得了某三代高能炸药装药驱动下战斗部壳体材料性能对弹体膨胀过程的影响规律，并与理论分析结果进行了比较。
　　其次，本论文针对某三代高能炸药作用下壳体形成破片，运用破片杀伤战斗部设计专用软件和AUTODYN-3D有限元软件，通过数值计算和数值仿真，获得了不同弹体材料和不同壁厚对形成破片质量分布、初始速度等特征参量的影响规律，建立了适用于三代高能炸药作用下战斗部壳体形成破片质量分布以及最大初速的预测公式。
　　最后，本论文设计了壳体膨胀破碎过程超高速摄影试验、壳体静爆破片回收试验和破片最大速度测定试验，研究了三代高能炸药加载下壳体材料力学性能对壳体膨胀破碎过程、壳体形成破片质量分布以及破片最大初速的影响。试验结果表明，随着壳体材料极限抗拉强度的降低以及动态断裂韧性的增加，壳体膨胀速度逐渐下降，壳体破碎时间向后延迟;破片总数不断下降，但1g以上有效破片数以及1g以上有效破片数占总破片数的百分比不断增加;壳体形成破片的最大初速不断降低。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 本文研究意义

1．2 破片战斗部装药研究现状与发展方向

1．2．1 火炸药发展史简述

1．2．2 三代高能炸药CL-20国内外研究现状

1．2．3 破片战斗部用炸药发展方向

1．3 战斗部壳体材料对破片性能影响研究综述

1．3．1 高强度钢简介

1．3．2 壳体材料对破片形成过程影响研究概况

1．3．3 战斗部壳体与装药匹配关系研究现状

1．4 本文研究的主要内容及工作

2 三代高能炸药加载下典型材料壳体膨胀破碎过程研究

2．1 引言

2．2 战斗部壳体膨胀破碎过程理论分析

2．2．1 基本假设

2．2．2 壳体运动方程

2．3 不同材料弹体膨胀破碎过程数值模拟研究

2．3．1 数值仿真方法简述

2．3．2 研究方案与仿真模型

2．3．3 仿真结果及分析

2．4 理论计算与数值仿真结果对比分析

2．5 本章小结

3 三代高能炸药加载下壳体形成破片性能研究

3．1 引言

3．2 破片杀伤战斗部特征参量理论分析

3．2．1 爆炸驱动壳体形成破片质量分布计算

3．2．2 壳体爆炸形成破片初速计算

3．3 壳体材料对形成破片性能的影响

3．3．1 壳体材料对形成破片质量分布的影响

3．3．2 壳体材料对形成破片初速的影响

3．4 战斗部壳体壁厚对形成破片性能的影响

3．4．1 壳体厚度对形成破片质量分布的影响

3．4．2 壳体厚度对形成破片初速的影响

3．5 本章小结

4 壳体膨胀破碎过程及破片形成性能试验研究

4．1 引言

4．2 壳体膨胀破碎过程超高速摄影试验

4．2．1 试验设计与试验布置

4．2．2 试验结果及分析

4．3 壳体静爆破片回收试验

4．3．1 试验设计与试验布置

4．3．2 试验结果及分析

4．4 破片最大初速测定试验

4．4．1 试验设计与试验布置

4．4．2 试验结果及分析

4．5 本章小结

5 结束语

5．1 主要工作与结论

5．2 本文的不足及今后研究工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及申请专利情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况

攻读硕士学位期间学术成果获奖情况