带舱大型战斗部跌落响应数值分析

李广嘉 周涛 曹玉武 栗保华

李广嘉, 周涛, 曹玉武, 栗保华. 带舱大型战斗部跌落响应数值分析[J]. 高压物理学报, 2018, 32(4): 045106. doi: 10.11858/gywlxb.20170584
引用本文: 李广嘉, 周涛, 曹玉武, 栗保华. 带舱大型战斗部跌落响应数值分析[J]. 高压物理学报, 2018, 32(4): 045106. doi: 10.11858/gywlxb.20170584
LI Guangjia, ZHOU Tao, CAO Yuwu, LI Baohua. Numerical Analysis of Falling Response of Large Warhead in Cabin[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(4): 045106. doi: 10.11858/gywlxb.20170584
Citation: LI Guangjia, ZHOU Tao, CAO Yuwu, LI Baohua. Numerical Analysis of Falling Response of Large Warhead in Cabin[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(4): 045106. doi: 10.11858/gywlxb.20170584

带舱大型战斗部跌落响应数值分析

doi: 10.11858/gywlxb.20170584
详细信息
    作者简介:

    李广嘉(1977-), 女, 工程师, 主要从事数值仿真、弹药战斗部技术研究.E-mail:582673203@qq.com

    通讯作者:

    周涛(1979-), 男, 高级工程师, 主要从事爆炸力学和战斗部设计研究.E-mail:33222800@163.com

  • 中图分类号: O389

Numerical Analysis of Falling Response of Large Warhead in Cabin

  • 摘要: 采用ANSYS/LS-DYNA动力学仿真软件模拟战斗部跌落试验,基于材料本构模型对战斗部跌落安全性进行预测,得到了不同状态下战斗部跌落的结构变形和装药响应数据。结果表明:带舱战斗部45°倾斜跌落时,壳体和主装药受到的应力和过载均最小,但舱体变形最严重;战斗部大端向下垂直跌落时,壳体受到的应力较小,但炸药受到的应力和过载均最大,工况最恶劣。研究结论为带舱大型战斗部的跌落考核试验提供了指导。

     

  • 图  带舱大型战斗部结构剖面

    Figure  1.  Structural profile of large warhead in cabin

    图  带舱大型战斗部跌落试验工况

    Figure  2.  Fall test conditions of large warhead in cabin

    图  网格划分情况

    Figure  3.  Meshing condition

    图  恶劣工况数值计算典型结果

    Figure  4.  Typical numerical results under poor working conditions

    图  试验布局

    Figure  5.  Test layout

    图  试验结果

    Figure  6.  Test result

    图  带舱战斗部各工况炸药最大应力

    Figure  7.  Maximum stress of explosives in various cases

    图  带舱战斗部各工况炸药最大过载

    Figure  8.  Maximum overload of explosives in various cases

    图  带舱战斗部各工况壳体最大应力

    Figure  9.  Maximum stress of shell in various cases

    表  1  炸药材料本构方程

    Table  1.   Constitutive equation of explosive materials

    ρ/(kg·m-3) E/GPa υ σY/MPa ETAN/MPa FAIL tDEL C
    1700 8.56 0.25 209 231 0 0 0
    下载: 导出CSV

    表  2  靶板材料模型及参数

    Table  2.   Target material model and the parameters

    ρ/(kg·m-3) E/GPa υ N
    7850 200 0.3 0
    下载: 导出CSV

    表  3  扩爆药柱材料模型及参数

    Table  3.   Booster explosive material model and the parameters

    ρ/(kg·m-3) E/GPa υ σY/MPa ETAN/MPa C P vP
    1630 2.90 0.25 190 210 0 0 0
    下载: 导出CSV

    表  4  破片材料模型及参数

    Table  4.   Fragment material model and the parameters

    ρ/(kg·m-3) E/GPa υ σY/MPa ETAN/MPa β
    19 250 350 0.25 1.5 170 1
    下载: 导出CSV

    表  5  跌落试验仿真计算结果

    Table  5.   Fall test simulation results

    Case Maximum stress of shell/MPa Maximum stress of charge/MPa Maximum charge overload/g
    1 299.2 23.30 312.1
    2 354.0 15.84 237.4
    3 602.6 7.86 161.7
    4 283.9 2.98 33.1
    下载: 导出CSV
  • [1] 江明, 唐成, 袁宝慧.导弹战斗部安全性试验评估[J].四川兵工学报, 2015, 36(7):6-9.

    JIANG M, TANG C, YUAN B H.Summary of missile warhead's safety tests evaluation[J]. Journal of Sichuan Ordnance, 2015, 36(7):6-9.
    [2] 董三强, 冯顺山, 金俊.弹药安全性能评价模型研究[J].兵工学报, 2011, 32(4):421-425. http://s.wanfangdata.com.cn/Export/Export.aspx?scheme=NoteExpress

    DONG S Q, FENG S S, JIN J.Researches on safety assessment model of ammunitions[J]. Acta Armamentarii, 2011, 32(4):421-425. http://s.wanfangdata.com.cn/Export/Export.aspx?scheme=NoteExpress
    [3] 董海山.钝感弹药的由来及重要意义[J].含能材料, 2006, 14(5):323-329. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-HNCL201112001066.htm

    DONG H S.The importance of the insensitive munitions[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2006, 14(5):323-329. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-HNCL201112001066.htm
    [4] 国防科工委司令部. 弹药安全性试验规程: GJB 3857-99[S]. 1999.
    [5] 高大元, 申春迎, 黄谦, 等.炸药件在模拟跌落试验中的响应[J].火炸药学报, 2012, 35(5):13-16.

    GAO D Y, SHEN C Y, HUANG Q.Reaction of explosive subassembly under simulated drop test[J]. Chinese Journal of Explosive & Propellants, 2012, 35(5):13-16.
    [6] WATT D, DESCHAMBAULT E, TOUZE P.Insensitive munitions (IM):a key aspect of improved munitions safety[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2006, 14(5):323-329.
    [7] 王晓峰, 赵省向. 战术战斗部用炸药[M]. 西安: 中国兵器工业第二〇四研究所, 2003.

    WANG X F, ZHAO S X.Tactical warhead with explosives[M]. Xi'an:China Ordnance Industry Institute, 2003.
    [8] 孙锦山.高能炸药的非理想爆轰性能研究[J].含能材料, 2004, 12(增刊2):341-344. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hncl2004z1086

    SUN J S.Research on non-ideal detonation performance of high energy explosives[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2004, 12(Suppl 2):341-344. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hncl2004z1086
    [9] CHIDESTER S K, GREEN L G, LEE C G. A frictional work predictive method for the initiation of solid high explosives from low pressure impacts[C]//10th International Detonation Symposium. Boston, MA: Office of Naval Research, 1993: 785-792. http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/10103000
    [10] 宋浦, 肖川, 沈飞.炸药非理想爆轰能量释放与能量利用的关系[J].火炸药学报, 2011, 34(2):44-46.

    SONG P, XIAO C, SHEN F.Relationship of energy release and utilization of non-ideal detonation of explosive[J]. Chinese Journal of Explosive & Propellants, 2011, 34(2):44-46.
    [11] 王晨, 陈朗, 鲁峰.炸药跌落响应数值模拟分析[J].含能材料, 2012, 12(6):748-753.

    WANG C, CHEN L, LU F.Numerical simulation for spigot tests[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2012, 12(6):748-753.
    [12] 王晨, 陈朗, 何乐.低强度冲击下炸药点火的数值模拟[J].火炸药学报, 2012, 35(2):44-48. http://www.cqvip.com/xueke/543

    WANG C, CHEN L, HE L.Numerical simulation of explosive ignition under low impact loading[J]. Chinese Journal of Explosive & Propellants, 2012, 35(2):44-48. http://www.cqvip.com/xueke/543
    [13] TARVER C M, HALLQUIST J O, ERICKSON L M. Modeling of shortpulse duration shock initiation of solid explosive[C]//Proceedings of 8th Symposium (International) on Detonation. Albuquerque, 1985: 951-961. https://www.osti.gov/scitech/biblio/5571329
    [14] 时党勇, 李裕春, 张胜民.基于ANSYS/LS-DYNA 8.1进行显示动力分析[M].北京:清华大学出版社, 2005.
    [15] HALQUIST J. LS-DYNA keyword user's manual version 971[M]. Livermore, CA: Livermore Software Technology Corporation, 2007.
  • 加载中
图(9) / 表(5)
计量
  • 文章访问数:  6858
  • HTML全文浏览量:  2821
  • PDF下载量:  234
出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-23
  • 修回日期:  2017-06-14

目录

    /

    返回文章
    返回