ANSYS/LS-DYNA冲击片雷管的空气炮加速度过载试验与数值模拟(2)

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3 空气炮简介 7

3.1 空气炮 7

3.2 空气炮装置结构及原理 8

4 火工品高过载加速度试验方法简介 9

4.1 马歇特锤击试验 9

4.2 落球碰撞试验法 9

4.3 冲击摆试验方法 9

4.4 霍普金森杆试验方法 10

4.5 实弹射击试验方法 10

5 数值模拟 10

5.1 ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件 10

5.2 显示动力学原理 11

5.3 材料模型 12

5.4 单元模型 14

6 空气炮加速度过载数值模拟 16

6.1 过载模拟试验的基本假设及建模步骤 16

6.2 子弹装载冲击片雷管与钢板碰撞的模拟仿真 17

6.2.1 建立有限元模型 17

6.3 数值模拟结果分析 19

6.4 冲击片雷管在其他过载条件下的数值模拟 24

6.4.1 子弹速度为150 m/s时冲击片雷管的过载数值模拟 24

6.4.2 冲击片雷管加速膛材料改为4340钢 30

6.4.3 冲击片雷管管壳材料改为2024铝 33

7 结论 35

致谢 36

参考文献 37

1 引言

军事上，进攻和防御装备构成了“矛与盾”的关系，两者相互克制，却又相互促进发展。在现代高科技技术支撑下，这两类武器装备的研制取得长足进步，日新月异。在防御方面，只依赖常规方法己经很难达到安全抵御的目的，经过多年的论证与实践，“地下比地上更安全”已经成为共识，因此各国将大批具有重要战略价值的军事目标(如军事指挥中心、战略交通、通讯和控制设施设备等)转入地下，并且建立一系列新型的加固防御工事。再从进攻方来讲，必须思考如何对这一类深层次、硬目标实施有效的打击并将其摧毁，为此动能侵彻弹应运而生，而且在近些年的世界局部战争中大显身手。但是它的出现给弹药技术带来了一个急需解决的新问题，即弹药组件在承受高过载时的安全性问题，特别是火工品，它是弹药的敏感含能元器件，是弹药的传爆起爆源，在发射和侵彻过程中要具有耐高过载能力，保证在侵彻指定深度可靠地发生作用，引爆战斗部摧毁敌方的地下军事目标，因此在火工品研发生产过程中，都要求对火工品的安全性和可靠性进行细致研究，以达到消灭敌人、保护自己的目的，然而静态试验证明是安全的火工品，却可能在发射、飞行和终点撞击目标时发生膛炸、早炸或瞎火，例如某型穿甲弹的弹底雷管在静态试验中能满足战术指标，却在实弹试验中发生早炸，再如一些贮存时间较长的火工品，动态试验的瞎火率远比静态试验的高”但是目前在火工品耐过载能力评估方面缺乏系统完善的动态模拟试验方法，出现了有耐过载指标要求而无有效评估方法的被动局面，阻碍了火工品耐过载技术的发展，也阻碍了动能侵彻弹药的发展，成为侵彻弹药技术发展的瓶颈，因此开展火工品耐过载动态试验与评估技术研究对动能侵彻弹药的发展十分重要，也十分必要。