AUTODYN155预制破片弹的设计与威力分析

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摘要：本文以155mm的预制破片榴弹为研究对象，在满足给定的设计要求下，设计出弹丸的模型，并进行破片威力仿真。

首先介绍了预制破片弹的研究背景，主要包含国内外预制破片战斗部的现状，以及预制破片未来的发展趋势。然后进行了理论分析，了解必要的理论公式。最后学习使用仿真软件，并对破片威力进行了仿真，主要研究了破片大小、材料、形状等对破片初速的影响，得到相应的规律。69431

毕业论文关键词预制破片战斗部设计仿真

毕业设计说明书外文摘要

Title Design and analysis of Prefabricated fragment projectile

Abstract

The object of study is 155mm grenade Prefabricated Fragment.To meet the requirements of a given design, the design model projectile fragments and power simulation.First introduced Prefabricated Fragment bomb research background, the status quo at home and abroad mainly comprising prefabricated fragmentation warhead, and Prefabricated Fragment future trends. Then the theoretical analysis to understand the necessary theoretical formulas. Finally, learn to use simulation software, and fragment power simulation, we studied the impact of fragment size, material, shape, etc. of the fragments initial velocity to give the corresponding law.

Keywords Prefabricated fragment warhead design simulation

1 引言 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 发展趋势及国内外研究现状 2

1.2.1 预制破片在未来的发展和应用 2

1.2.2 预制破片弹的实例 3

1.3 本设计的难点与解决方法 4

2 预制破片弹理论分析 5

2.1破片的初速分析 5

2.2 破片的飞散角（抛射角）分析 7

2.3 破片在空气中的运动规律分析 8

2.3.1 破片的平均迎风面积 8

2.3.2 破片的速度衰减 11

2.4 破片的衰减规律曲线 14

2.5 破片的杀伤距离 15

3 AUTODYN仿真 17

3.1 AUTODYN 软件介绍 17

3.2 AUTODYN 仿真计算 17

3.2.1 对半径大小的仿真模拟 17

3.2.2 破片质量的模拟仿真 19

4 预制破片战斗部的设计 24

4.1 弹丸与战斗部的整体设计 24

4.2 仿真验证 30

结论 33

致谢 34

1 引言

1.1 研究背景与意义

弹丸破碎的原理：在起爆炸药之后，爆轰波以7km/s左右的速度传播扩散，炸药的装药全部爆轰完毕大约需要几十微秒的时间。爆炸的过程中生成的爆轰产物直接作用于在弹体外壁上，使外壁迅速膨胀并产生形变。当形变达到一定程度时，弹体内部的最薄弱环节处首先就会产生裂纹，并逐步扩大。由于爆轰产物继续膨胀做功，弹体的变形越来越大，并且源源不断的产生新的裂纹。当这些裂纹越来越多，导致了弹体外壁的破坏，就这样产生了破片。因为破片是在爆轰产物作用之下形成，此类战斗部的特点是：壳体既充当了装药的容器又充当了杀伤元素。然而因为破片的大小并不均匀，形状也不规则，所以在空气中飞行时速度衰减快，使该弹的有效杀伤范围不高，所以目前已很少使用。在目前各个类型弹丸通常使用的战斗部中,杀伤破片战斗部是其中的主要类型,它主要是在高效能炸药的爆炸作用下，产生大量高速破片,利用破片的高速碰击、引燃和引爆作用毁伤目标。预制破片弹体在爆炸后，大量预制破片随自然破片一起飞散，其飞散速度可达9 0 0 ~ 1 2 0 0 m/s左右，由于预制破片飞行阻力的一致性,带预制破片的杀爆弹，将在预定范围内有更加密集的杀伤效果,全弹的杀伤威力有显著的提高。预制破片就是把形状和质量预先设计的钢珠、钢箭、钨球、钨柱等材料的预制破片制作成预制破片套体，并且安装在弹体的外表面或内表面从而形成的破片。这些预制破片与弹体爆炸形成的自然破片共同构成破片杀伤场，从而有效的提高弹丸的杀伤威力【1】。现在绝大多数破片杀伤战斗部中都有添加各种预先做好的破片。论文网