轴向预制破片战斗部破片飞散特性影响因素分析

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不同材料预制破片的飞散特性研究

不同材料预制破片的飞散特性研究不同材料预制破片的飞散特性研究摘要：破片的飞散特性是爆炸事件中一个重要的研究方向。

本文通过实验方法对不同材料预制破片的飞散特性进行了研究。

研究结果表明不同材料的预制破片在爆炸事件中飞散的速度、范围以及造成的破坏程度均存在差异。

这些结果对于制定安全防护措施、炸药设计以及爆炸场景的模拟仿真有重要的指导意义。

第一章引言1.1 背景1.2 研究意义第二章相关工作2.1 国内外破片飞散特性研究综述2.2 已有研究成果及其不足之处第三章研究方法3.1 试验装置及材料3.2 实验设计3.3 数据采集与处理第四章研究结果与讨论4.1 材料A的飞散特性4.1.1 速度分布4.1.2 飞散范围4.1.3 造成的破坏程度4.2 材料B的飞散特性4.2.1 速度分布4.2.2 飞散范围4.2.3 造成的破坏程度4.3 材料C的飞散特性4.3.1 速度分布4.3.2 飞散范围4.3.3 造成的破坏程度4.4 不同材料比较分析第五章结论5.1 主要研究发现5.2 研究的局限性与展望第一章引言1.1 背景爆炸事件的发生可能造成人员伤亡、财产损失以及环境破坏等严重后果。

破片是爆炸事件中最常见也是最危险的威胁之一。

破片的飞散特性直接影响了爆炸威力的发挥，因此深入研究不同材料预制破片的飞散特性对于制定有效的安全防护措施具有重要意义。

1.2 研究意义本文旨在通过实验方法研究不同材料预制破片的飞散特性，为制定安全防护措施、炸药设计以及爆炸场景的模拟仿真提供科学依据。

目前国内外对于破片飞散特性的研究主要集中在某一类材料上，对于不同材料之间的比较缺乏系统性研究。

本文将对多种材料进行研究比较，可以揭示不同材料破片的飞散规律，为爆炸事件的防范和预防提供更为全面的科学依据。

第二章相关工作2.1 国内外破片飞散特性研究综述国内外学者已经对破片飞散特性进行了许多研究，并取得了一些重要的成果。

国内一些研究主要针对某一类材料，而国外在研究方法上更为多样化。

战斗部动爆破片仿真及特性分析

1 动爆测试技术现状
动态破片参数测量是弹药终点效应试验中，对弹丸
收稿日期：2015⁃05⁃28
（战斗部）爆炸时的动爆破片速度、破片速度衰减系数、破片空间分布等参数的测试，为毁伤效能评估试验提供数据支撑。国内对破片的测量主要是依靠静爆测量的方法进行测试。该方法是利用区域截置的原理，通过布置一些靶，对置于特定位置的战斗进行爆炸测量。文献[3⁃6] 等提到的都是关于静爆测量的方法。目前，动爆测试主要是利用雷达完成。在战斗部动爆测试方面，国内鲜有报道，而国外发展明显领先国内。国外靶场已有采用多普勒雷达测量破片速度的动爆测量法：如丹麦 BS250 雷达能测初速，还能得到阻力系数曲线、速度距离曲线、速度时间曲线；美国陆军白沙导弹靶场装备的靶场测试雷达，工作在 X 波段，能跟踪速度为 30~3 000 m/s 的目标，测速精度为 0.3 m/s。要进行动爆测试，对战斗部动爆破片进行建模仿真和特性分析则是必不可少的一个环节。
Abstract：Compared with the static explosion test，the warhead dynamic explosion test can provide more accurate data for evaluating the weapon system. The dispersion and movement situation of the dynamic explosion fragments are analyzed by analyzing， modeling and simulating the movement of the warhead dynamic explosion fragments. For the technology means of dynamic explo⁃ sion test with radar，the characteristics of quantity，speed and distance distribution of the dynamic explosion fragments in radar beam are analyzed. The characteristics analysis based on dynamic explosion fragments can provide a theoretical foundation for the development of dynamic explosion test.

预制破片对复合毁伤元战斗部发散角的影响

预制破片对复合毁伤元战斗部发散角的影响董晓亮;李文彬;沈晓军【摘要】为了对复合战斗部预制破片发散角进行有效控制,应用ANSYS/LS-DYNA 3D非线性有限元仿真软件,研究预制破片类型、直径、材料、间距等对复合毁伤元破片场的影响,并对确定的结构进行试验验证.结果表明,采用球形破片能够得到内、外分布均匀的破片场.研究破片材料、直径、间距对复合战斗部预制破片发散角的影响,得到了复合战斗部基本结构:球形破片材料选择钨合金,破片直径为10 mm,内、外圈破片间距为1 mm.对设计的复合战斗部进行静爆试验,试验结果与仿真结果基本一致.【期刊名称】《爆破器材》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】7页(P15-20,26)【关键词】爆炸力学;复合毁伤元战斗部;预制破片;发散角【作者】董晓亮;李文彬;沈晓军【作者单位】南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京,210094;南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京,210094;中国人民解放军63961部队北京,100012【正文语种】中文【中图分类】TJ410.3+3;O38引言目前，各类武器装备的分工日益明确，虽然提高了针对性，但单一的用途和效应已不能完全适应现代战争的需求。

国外针对这种情况，开发了将聚能装药、破片相结合的复合毁伤元战斗部，既可以利用聚能装药破坏重装甲目标[1-5]，还可以利用破片攻击人员、雷达、卡车、直升机、步兵战车等多种目标。

由此可见，采用复合毁伤元战斗部，可以满足对多种目标的毁伤要求[6-10]。

虽然复合战斗部具有良好的战术性能，但是由于不同毁伤元的设计参数各不相同，其相互影响作用非常复杂。

为保证毁伤元的打击效力，必须对结构设计参数进行详细的分析和优化。

龚柏林等[11]提出了一种将预制破片群与药型罩破片群相结合的复合破片场技术，并通过数值仿真和试验验证说明了该战斗部的可行性。

常江等[12]通过数值仿真及试验验证，对药型罩设计参数进行了针对性的优化改进；但是，并未对所提出的复合毁伤元战斗部球形预制破片发散角控制方法进行研究。

预制破片战斗部爆炸威力场数值模拟分析

预制破片战斗部爆炸威力场数值模拟分析预制破片战斗部在爆炸过程中,伴随着巨大的能量释放,产生强烈的冲击波和高温高压爆轰产物。

同时,破片获得一定的能量并以一定的初速度抛散出去。

冲击波和抛散的破片是预制破片战斗部的两大杀伤元素。

作为战斗部毁伤效应研究的重要内容之一,对其爆炸冲击波和破片进行研究和分析是非常必要的。

由于预制破片的战斗部的爆轰驱动和破片抛散过程是一个非常复杂的物理、力学过程因此采用理论分析的方法非常困难,如果采用实验的方法研究则不仅设计结构周期长而且花费较高,目前随着计算机技术的发展和数值模拟手段的提高,使得数值模拟技术成为弹药设计的一个重要手段,鉴于此本文采用数值模拟的方法对其威力场进行分析。

本文从建立预制破片战斗部计算模型、数值模拟分析出发,主要做了以下几个方面的工作:在对预制破片战斗部爆炸驱动作用机理研究分析的基础上,分一层破片和两层破片建立了中心起爆式预制破片战斗部爆炸驱动的两种三维有限元模型。

该模型包括爆轰炸药的起爆、爆轰波的传播及对预制破片的初始驱动、破片之间的复杂碰撞等复杂过程。

利用三维有限元分析程序LS-DYNA3D,计算了在爆炸载荷作用下预制破片驱动过程和飞散分布特性,获得了预制破片在爆炸载荷作用下的主要物理参数的变化规律。

将数值计算的结果,与理论公式进行了对比,分析了误差产生的原因,并对经验公式进行了修正。

战斗部破片光电测速系统设计

战斗部破片光电测速系统设计
刘璞;陈果;郑晨皓
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2024(32)5
【摘要】战斗部破片的飞行速度是体现其性能指标的重要参数;针对目前在战斗部破片速度参数测试中存在对测试环境要求高,测试面积小,设备结构易被破片误击而损坏,成本昂贵等问题,设计了非接触式战斗部破片光电测速系统,包含原向反射膜、反射式光电探测装置、光电转换电路、信号处理电路及测速装置;阐述了系统结构组成和测速原理,通过反射式光电探测装置与光电转换电路,将得到的光信号转换为电信号,利用集成信号处理电路对电信号滤波放大,比较整形处理,由FPGA,STM32及其他外设组成的测速装置自动处理数据输出并显示战斗部破片的飞行速度结果;实验结果表明:该系统能够可靠,稳定地完成战斗部破片速度的测量任务;与传统测速系统相比,具有不受限于环境,测试区域大,易维护,低成本,操作简单等优势。

【总页数】9页(P163-171)
【作者】刘璞;陈果;郑晨皓
【作者单位】西安机电信息技术研究所;西安工业大学光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.6
【相关文献】
1.预控破片战斗部威力场可视化仿真系统设计
2.3D可视化破片战斗部威力实验仿真系统设计
3.基于MVC分布框架的破片战斗部仿真系统设计
4.中空型预控破片战斗部破片初速特性
5.破片战斗部有效破片数影响规律研究
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预制破片的形状对破片飞散性能影响的数值模拟研究

本文引用格式：史志鑫，尹建平，王志军．预制破片的形状对破片飞散性能影响的数值模拟研究［Ｊ］．兵器装备工程学
报，２０１７（１２）：３１ — ３５．Ｃｉｔａｉｔｏｎｆｏｒｍａｔ：ＳＨＩＺｈｉｘｉｎ，ＹＩＮＪｉａｎｐｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉｊｕｎ．ＮｕｍｅｉｒｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆＰｒｅｆａｂｉｒｃａｔｅｄＦｒａｇｍｅｎｔｓ
预制破片的质量一定而形状不同时效果不同。形状为球形，战斗部中能够装填预制破片的数量最少，预制破片的
平均速度最高；形状为三棱柱，战斗部的中能够装填预制破片的数量最多，预制破片的平均飞散速度最低。正方体
预制破片飞散的整体效果较为整齐，三棱柱预制破片的飞散较为密集。将预制破片战斗部与ＥＦＰ战斗部结合的战斗部结构，药型罩对预制破片飞散速度有一定的影响，而药型罩的存在也会影响爆轰波在药柱中的传播。关键词：ＥＦＰ；预制破片；数值模拟
ｔｈａｔｃｏｍｂｉｎｅｓｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｓｗｉｔｈＥＦＰ，ＡＮＳＹＳ／ＬＳ— ＤＹＮＡｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｃａｔｔｅｉｎｒｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒｅｆａｂｉｃｒａｔｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＥＦＰｉｎｗａｒｈｅａｄ．ｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｐｒｅｆａｂｉｃｒａｔｅｄｆｒａｇｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｆｒａｇｍｅｎｔ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅ

舰空导弹战斗部破片飞散运动规律解析

舰空导弹战斗部破片飞散运动规律解析1. 绪论1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 研究内容和方法2. 舰空导弹战斗部破片飞散过程概述2.1 破片产生机理2.2 破片数量和分布特点2.3 破片速度和能量分布特点3. 破片飞散运动规律的理论分析3.1 破片的运动方程3.2 破片的运动轨迹和速度分布3.3 破片的绕飞运动和相互作用4. 破片飞散运动规律的数值模拟和实验验证4.1 数值模拟方法和模型设计4.2 模拟结果分析和比较4.3 实验测量方法和数据分析4.4 实验结果和模拟结果比较和验证5. 结论与展望5.1 结论总结5.2 研究中存在的不足和展望的研究方向5.3 对舰空导弹防御能力提升的启示和应用前景1. 绪论1.1 研究背景近年来，舰空导弹作为一种具有高精度、高速度、远射程的先进武器装备，逐渐成为海军作战的重要组成部分。

舰空导弹攻击目标时，导弹爆炸产生的大量破片威力巨大，对目标的攻击效果非常显著。

因此，对舰空导弹战斗部破片飞散的研究已经成为船舶舰载武器装备系统设计与优化、舰载目标防护技术研究等领域中的热门话题。

1.2 研究目的和意义本研究的主要目的是深入研究舰空导弹战斗部破片飞散的运动规律，探究破片的数量、速度和能量分布特点，为舰载目标防护技术提供科学的理论基础。

本研究所得到的研究成果对提高舰空导弹攻防对抗效能，提高船舶生存能力和打击能力具有重要意义。

1.3 研究内容和方法本文将系统分析舰空导弹战斗部破片产生的机理、数量和分布特点、速度和能量分布特点等方面的内容，利用理论分析、数值模拟和实验测量方法，研究舰空导弹战斗部破片的运动规律和飞散特点。

主要分为以下五个章节：第一章：绪论。

介绍了本研究的背景和目的，概括了本文的研究内容和方法。

第二章：舰空导弹战斗部破片飞散过程概述。

从破片产生机理、破片数量和分布特点、破片速度和能量分布特点等方面概述舰空导弹战斗部破片飞散过程的基本情况。

第三章：破片飞散运动规律的理论分析。

不同形状轴向预制破片的飞散特性研究

（１２）：６５— ６９．Ｃｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔ：ＬＩＭｉｎｇｘｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉｊｕｎ，ＨＵＡＮＧＹａｎｇｙａｎｇ，ｅｔ１．ａＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＳｃａｔｔｅｉｒｎｇＣｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆＤｉｆｅｒｅｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｃａｔｔｅｉｒｎｇｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈａｐｅ（ｓｐｈｅｒｅ，ｃｙｌｉｎｄｅｒ，ｃｕｂｅ）ａｘｉａｌ
ＡＵＴＯＤＹＮｔｏｂｕｉｌｄａｑｕａｒｔｅｒｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｏｒｆｎｕｍｅｉｃｒｌａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｔｈｅｔｙｐｉｃｌａｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｎｄ
ｓｃａｔｔｅｉｒｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｇｎｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｅｌａｌａｔｉｏｎｖｌｕａｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：Ｔｈｅｉｎｉｔｉｌａｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｆｒａｍｅｇｎｔｓｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｓｐｈｅｒｉｃｌａｆｒａｇｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｃｕｂｉｃｆｒａｍｅｇｎｔｉｎｉｔｉｌａｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｔｈｅｌｏｗｅｓｔ；ｓｃａｔｔｅｉｎｒｇａｎｇｌｅｏｆｓｐｈｅｒｉｃｌａｆｒａｍｅｇｎｔｉｓｌｒｇａｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆ

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轴向预制破片战斗部破片飞散特性影响因素分析中大口径高炮榴弹战斗部其杀伤元素沿着径向均匀分布，在拦截巡航导弹等空中来袭目标时，战斗部杀伤空域只有部分杀伤元素能够对来袭目标起到有效作用，毁伤元素利用率不到20%。

如何在末端有效拦截空中来袭巡航导弹之类的目标成为世界各国防空领域重点研究的课题之一。

瑞士厄利空公司研制的AHEAD 新型防空高炮弹药使用的战斗部与空中来袭目标的典型遭遇方式是战斗部轴向迎击交汇，在目标正前方形成一密集的高能破片束，从而提高了对目标的命中概率和毁伤效能。

这就是轴向增强型预制破片榴弹，简称万向型可控弹药。

它作为一种新型防空弹药，用于末端防空反导作战，相比传统径向式破片战斗部具有拦截效率高、效费比高等优点。

本文采用理论分析和数值模拟的方法对一种轴向预制破片战斗部爆轰过程进行了数值模拟。

系统分析了带壳体柱状装药爆轰产物对轴向预制破片的作用过程，为这种新型高炮榴弹的设计提供理论依据和技术支撑。

文中研究了不同起爆方式（正向起爆、沿轴双向起爆、逆向起爆）、不同厚度的壳体约束、不同材质的壳体约束和不同材质的预制破片在爆轰载荷下的破片飞散特性，包括速度大小、飞散角和破片动能。

根据破片在不同方案下的抛撒规律，结合轴向预制破片对空中来袭目标的毁伤级别，通过数值模拟分析高速破片对来袭巡航导弹造成机械毁伤和冲击引爆毁伤的可行性。