基于K装药的双层药型罩设计(3)

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本课题主要基于K装药结构进行双层药型罩设计。该类药型罩主要在传统单层铜质药型罩外侧压制一层Al/Ni含能结构材料，目的是形成由铜为主体的金属射流进行预开孔，同时形成Al/Ni材料为主的杵体结构进行随进扩孔。以单层药型罩成形装药射流成形理论为基础，将PRE理论拓展到基于K装结构的双层药型罩射流形成的理论模型上，并通过数值仿真的方法，对不同材料配比及药型罩结构聚能装药形成射流的过程进行数值模拟计算，确定最优结构及配比。本课题的研究，能够增加聚能装药战斗部威力，使毁伤战斗部产生更好的效果，发挥出最大的作用。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 K装药研究现状

1.2.2 双层药型罩研究现状

1.2.3 粉末药型罩的研究现状

1.3 本课题研究目的、手段和主要内容

国内虽然对K装药和双层药型罩都有研究，但是并未对K装药结构下的双层药型罩射流成型进行研究，且现已有的研究中双层药型罩均为单质材料，并未考虑Al、Ni这种复合材料的情况。本课题在K装药的基础上进行双层药型罩设计，建立相应的工程模型，并通过数值仿真的方法，对不同材料配比及药型罩结构的聚能装药形成射流的过程进行数值模拟计算，尽可能确定最优结构(即内层药型罩尽量全部形成射流，外层药型罩尽量全部形成杵体)及配比，使金属射流能够保证侵彻深度的同时形成最大的开坑直径，提升聚能装药战斗部的威力。

本文主要内容有：文献综述

第一章为绪论。介绍了本课题的研究背景与意义，总结了K装药和双层药型罩的国内外研究现状，并分析了本论文的研究目的、方法和主要内容。

第二章为建立基于K装药的单层药型罩工程模型。基于PER准定常理论建立K装药结构理论工程模型，对设计的K装药结构的药型罩进行工程计算，计算出射流头部速度，以及罩微元的射流杵体质量之比，用于指导最佳双层药型罩的结构设计。

第三章为数值仿真计算。用ANSYS/AUTODYN软件对药型罩射流形成过程进行数值模拟，并与理论计算进行比较，验证工程模型的正确性。

第四章为射流成型影响因素。对不同的药型罩厚度比(外层药型罩厚度与内层药型罩厚度的比值)和不同Al/Ni配比以及第二章得到的最佳厚度比的药型罩结构进行数值仿真，研究厚度比和Al/Ni配比对药型罩的射流速度，射流长度和射流形态的影响。

第五章为侵彻数值仿真。对单层药型罩和基于工程模型和数值模拟设计的最佳厚度比的双层药型罩结构产生的射流侵彻靶板进行数值模拟，分析射流侵彻结果。

2 基于K装药的药型罩射流成型工程模型

2.1 引言

双层药型罩成型装药主要由一个主装药和两个药型罩组成，两层罩之间可以紧密贴合在一起，也可以有间隙，可以是不同材料，也可以是相同材料，但两层药型罩之间必须有自由表面，允许两罩发生滑移或者撞击[10]。该种药型罩在一个主装药基础上可以产生不同材料构成的射流，或者前后分离的串联EFP，从而提高聚能装药战斗部的侵彻能力。K装药是一种高效、低长径比的射流装药，具有装药量小、形成的射流速度和形成率高、侵彻威力强等优点[5]。在K装药的基础上，将单层药型罩改为双层药型罩，将有益于提高聚能装药战斗部的毁伤威力，理想情况下(即最佳厚度比)，射流部分全部由铜构成的内层罩构成，而杵体部分全部由Al/Ni外层罩构成。本章将在PER准定常理论的基础上，建立K装药的药型罩射流成型的工程模型，用于计算射流速度分布并指导最佳厚度比的双层药型罩设计。此外，将所建立的单层药型罩射流成型的工程模型延伸到双层药型罩射流成型的工程模型，从而计算所设计的双层药型罩的射流速度分布，具体计算流程如图2.1所示。