现代战争是多兵种联合作战,反坦克步兵群、武装直升机、轻型装甲车的出现对我方坦克及步兵战车等构成严重威胁,因此从增强反人员,反武装直升机的防御性和对轻型攻事的攻击性,减轻后勤保障负担,降低保障成本有必要进行一体化多模子弹药的研究。分析国内外的研究现状,采用引信和战斗部一体化设计技术,提出子弹药引信进行轴向小型化结构改进设计,战斗部壳体采用预控破片的技术方案,并对该技术方案进行了模拟仿真及靶场静态试验验证。本论文的主要研究成果如下:首先,对现代战争情况进行分析,针对战场出现的反坦克步兵群、武装直升机、轻型装甲车等战场目标和城区和山地作战的需要,进行一体化多模子弹药的研究,并对国内外一体化子母弹武器系统及其战斗部预控破片的国内外研究现状分析,给项目研究提供借鉴。其次,采用子弹药引信和战斗部一体化设计技术,进行引信小型化结构改进设计,通过减小引信轴向尺寸来增加战斗部炸药装药量,并对引信进行静态试验验证,对战斗部的炸药种类和壳体材料进行分析,确定战斗部的设计方案。再次,对破片形成及破片飞散特性进行了研究,分析了影响破片速度及空间分布的因素。采用ICEM CFD建立了子弹药的几何模型和有限元模型,利用拉格朗日算法结合Johnson-Cook本构模型与JWL状态方程对预控破片的成型与飞散过程进行了仿真,分析了网格的划分及网格尺寸对仿真结果的影响,采用AUTODYN软件对战斗部壳体刻槽的槽深及槽宽对破片飞散特性的影响进行了分析。最后,开展了子弹药破片破碎性试验及破片飞散的静爆试验,并对试验结果进行了分析,对比了破片飞散仿真与试验结果,验证了仿真结果的准确性,该研究结果必将为完善子弹药设计方案的优化奠定基础。