某枪榴弹机械触发起爆引信关键技术研究

作     者：李来福 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王雨时

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：触发引信 数值仿真 前冲过载 后坐保险 爆炸威力 试验方法 优化设计 

摘      要：为了为某枪榴弹机械触发引信优化设计提供参考,运用LS-DYNA软件数值仿真截锥形弹头不同端面直径的枪榴弹以不同着角侵彻不同厚度、不同材质的薄靶板,研究分析了不同侵彻条件下枪榴弹前冲过载系数和速度衰减变化规律。 为分析引信弹性后坐保险机构和刚性后坐保险机构对不同后坐过载作用时间的响应特性及区别,运用ADAMS软件仿真单自由度弹性后坐保险机构对不同后坐过载的响应,运用LS-DYNA软件仿真刚性剪切后坐保险机构对不同后坐过载的响应。结果表明当后坐过载能使后坐保险机构解除保险时,过载系数相同情况下,后坐过载作用时间越短,两种后坐保险机构解除保险时间也越短;且相比于弹性保险机构,刚性保险机构在过载系数为3000和10000、过载作用时间从0.15ms-9.6ms时均未解除后坐保险,因而刚性剪切后坐保险机构能较好地识别发射过载环境,且较适用于过载作用时间较短的发射环境。因此针对不同的发射过载环境,需要设计不同类型的后坐保险机构。 为了优化刚性剪切后坐保险机构,运用LS-DYNA软件仿真分析刚性保险机构结构间隙、材料、尺寸以及过载等因素对其保险性能的影响。结果表明引信刚性剪切后坐保险机构结构间隙越小、剪切销材料脆性越好、本体和惯性筒材料越硬、后坐过载系数越大、相同过载系数下过载作用时间越短,刚性保险机构解除保险的可靠性和正确性就越好,而惯性筒上剪切销孔棱角处倒角或圆角(如℃0.3或R0.3)对解除保险性能影响较小。因此在设计引信刚性剪切保险机构时要综合考虑材料、过载、结构尺寸等各种因素。 引信爆炸输出威力取决于引信传爆序列中传爆管爆炸威力。为了分析传爆管结构形状、尺寸、装药密度等因素对传爆管轴向输出威力的影响,对比了传爆管钢凹试验、铝凹试验和铅板试验评定结果的差异,并运用LS-DYNA软件仿真了传爆管起爆过程。仿真发现传爆药量越大,传爆管轴向输出威力越大;聚能凹穴结构的传爆药柱能提高传爆管轴向爆炸威力;传爆距离从0增大到3.2mm时,传爆管Ⅰ轴向爆炸威力钢凹试验中钢凹深度从3.32mm逐渐减小为0.05mm。结果表明随着传爆距离的增大,传爆管输出到战斗部装药的轴向爆炸威力逐渐减小;传爆管壳厚度、材料、加强帽装药密度等对传爆管输出威力影响不同;相同传爆管对应的3种试验方法试验结果不同,3种试验方法适用范围不同。因此在优化设计引信爆炸输出结构即传爆管时应综合考虑各因素,且应选用相适用的试验方法来评定相应的传爆管轴向输出威力。