破片特性对冲击起爆B炸药比动能阈值的影响

摘要

反导战斗部大多采用定向破片式战斗部，以高速破片冲击起爆来袭导弹。而破片在空中飞行具有随机性，因此，研究破片特性对冲击起爆炸药装药的比动能阈值的影响是设计破片战斗部的基础。
　　本文首先选用圆柱和六棱柱两种不同结构的5种破片，作了冲击起爆带10mm厚Q235屏蔽层的B炸药装药盒的实验，得出了实验条件下各种破片冲击起爆B炸药装药盒的速度范围。采用理论计算方法获得了5种破片在空中飞行时的最大迎风面积和最小迎风面积。
　　在此基础上，使用LS-DYNA软件，模拟计算了上述5种破片在最大迎风面积和最小迎风面积条件下，侵彻带10mm厚Q235屏蔽层B炸药装药的比动能阈值。结果表明:质量相同时，六棱柱破片的比动能阈值的上下限均小于圆柱破片，即同质量条件下，六棱柱破片更易击爆带壳B炸药;同时发现，破片的比动能阈值不仅取决于质量，还受到破片其他特性如长径比等因素的影响。
　　选取上述破片的姿态角为研究对象，模拟计算了姿态角分别为15°、30°、45°和60°时的比动能阈值，结果表明:在研究条件下，随姿态角的增加，比动能阈值呈不断上升的趋势，即同种破片姿态角愈大愈不易起爆带壳B炸药装药。
　　选取破片的长径比为研究对象，模拟计算了7种长径比条件下垂直侵彻屏蔽B炸药装药时的比动能阈值，结果表明:随着破片长径比的增加，冲击起爆比动能阈值不断增加。即在质量不变的条件下，垂直侵彻时长杆破片不易起爆带壳炸药装药;等截面积的条件下，没有必要采用长径比较大的破片。
　　以破片结构为研究对象，模拟计算了质量相同时，球形、圆柱形、立方体形、长方体形和六棱柱破片垂直侵彻带壳B炸药装药的比动能阈值，结果表明:球形破片最不易起爆带壳B炸药装药，依次是圆柱破片、六棱柱破片、长方体破片和正方体破片，即质量不变时，正方体破片最易击爆带壳B炸药装药。
　　最后研究了屏蔽层厚度对破片比动能阈值影响的规律，得到了随着屏蔽层厚度的增加，破片的比动能阈值呈指数增长趋势。
　　上述研究结论对破片式战斗部的结构设计具有重要的参考价值。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 实验研究概况

1．2．2 理论研究概况

1．2．3 数值研究概况

1．3 本文的主要内容

第2章 冲击起爆的基本理论

2．1 凝聚炸药的冲击起爆机理

2．1．2 非均相炸药的冲击起爆机理

2．2 破片冲击起爆屏蔽炸药作用过程的分析

2．3 破片冲击屏蔽炸药的能量传递的计算

2．4 本章小结

3．1 实验原理

3．2 实验设施

3．3 实验方案及实验结果分析

3．3．1 实验方案

3．3．2 实验结果及分析

3．4 本章小结

第4章 破片冲击屏蔽B炸药的比动能阈值研究

4．2 模型建立及材料参数的确定

4．2．1 冲击起爆数值计算模型

4．2．2 数值计算使用的材料参数

4．3 破片冲击起爆B炸药比动能阈值研究

4．3．1 12g圆柱破片垂直冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

4．3．2 20g圆柱破片垂直冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

4．3．3 50g圆柱破片垂直冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

4．3．4 12g六棱柱破片垂直冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

4．3．5 20g六棱柱破片垂直冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

4．3．6 结果分析

4．4 本章小结

第5章 破片特性对比动能阈值的影响

5．1 姿态角对比动能阈值的影响

5．1．1 12g圆柱破片不同姿态角下冲击屏蔽B炸药比动能阈值研究

5．1．2 20g圆柱破片不同姿态角下冲击屏蔽B炸药比动能阈值研究

5．1．3 50g圆柱破片不同姿态角下冲击屏蔽B炸药比动能阈值研究

5．1．4 12g六棱柱破片不同姿态角下冲击屏蔽B炸药比动能阈值研究

5．1．5 20g六棱柱不同姿态角下冲击屏蔽B炸药破片比动能阈值研究

5．1．6 结果分析

5．2 长径比对垂直冲击起爆比动能阈值的影响

5．3 破片结构对比动能阈值的影响

5．4 炸药屏蔽层厚度对比动能阈值的影响

5．4．1 12g圆柱破片冲击带有不同厚度屏蔽层B炸药的比动能阈值研究

5．4．2 20g圆柱破片冲击带有不同厚度屏蔽层B炸药的比动能阈值研究

5．4．3 50g圆柱破片冲击带有不同厚度屏蔽层B炸药的比动能阈值研究

5．4．4 12g六棱柱破片冲击带有不同厚度屏蔽层B炸药的比动能阈值研究

5．4．5 20g六棱柱破片冲击带有不同厚度屏蔽层B炸药的比动能阈值研究

5．4．6 结果分析

5．5 本章小结

6．1 工作总结

6．2 创新点

6．3 不足及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢