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导弹中起杀伤作用的部分是战斗部。目前,防空导弹的战斗部绝大多数是破片战斗部。防空导弹的破片战斗部对空中目标的破坏作用主要来自于高动能破片的撞击和冲击波超压作用,其中以破片的杀伤作用为主。为了使破片战斗部爆炸后能形成大量形状特殊的高速金属破片,并且这些破片具有最佳的飞散性能,能杀伤和破坏空中目标,破片式战斗部被设计成半预制破片式和预制破片式两种。鉴于解析和实验研究的局限性,本文运用非线性有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,以长方体预制破片战斗部为研究对象,主要仿真分析了预制破片战斗部的爆轰驱动过程、定向性能,以及破片和爆炸冲击波对目标靶板的毁伤效应。
分析了长方体预制破片战斗部爆轰驱动破片飞散的过程。仿真结果与实验经验公式进行了比较,结果显示,所建模型很好地模拟了战斗部爆轰驱动长方体破片飞散的过程。
在单点圆柱底面中心起爆、单点圆柱赤道面中心起爆、单点圆柱赤道面偏心起爆、两点和三点圆柱赤道面偏心起爆等几种起爆方式情况下,分析了战斗部在不同起爆方式下长方体预制破片飞散的定向性能增益,得到了几种起爆方式下长方体破片飞散的密度增益情况、最大初速增益情况和毁伤能量增益情况。
分析了不同入射情况下,长方体破片对目标靶板的毁伤效应。利用不同着靶速度、不同着靶姿态的长方体破片对目标靶板击穿、切割后,其剩余速度与实验经验公式进行比较,分析了误差产生的原因,得到了误差与速度大小的关系,并分析了长方体破片击穿、切割目标靶板后的动能损失情况。
利用符合实际的指数形爆炸冲击载荷与传统应用的矩形、三角形爆炸冲击载荷进行比较,得到了三种不同爆炸冲击波载荷作用下目标靶板的动态响应的异同。