预控破片战斗部刻槽深度对战斗部杀伤威力影响(3)
第一章为绪论部分。主要介绍课题的背景、意义。阐述了国内外预控破片弹药的研究现状。最后介绍了本论文的主要内容及工作。
第二章为预控破片内刻槽理论。该部分主要介绍了弹体内壁刻槽所遵循的破裂原则，以及如何有效地对弹体内壁进行网络划分，对刻槽破裂影响的各种因素的介绍和影响趋势，对研究工作提供可靠指导。
第三章为预控破片战斗部有限元模型。本章首先从理论上介绍有限元动力分析理论，再介绍AUTODYN的基本概况，然后介绍本文中用到的Lagrange算法，以及本文仿真模型的算法，最后对该模型进行三文仿真计算。
第四章为预控破片战斗部刻槽形状和深度对杀伤威力的影响，本文从刻槽形状和刻槽深度两个方面对战斗部杀伤威力进行仿真计算，本部分先是对所需研究的问题提出三种方案，然后对仿真的结果进行破片速度的分析、有效破片数的分析和破片飞散角的研究，进而获得战斗部杀伤威力的分析结果。
第五章为结束语。总结本文成果与结论，提出不足和需要进一步研究的问题。
2 预控破片内刻槽理论
2.1 引言
将战斗部破碎成等质量破片的最常用技术之一是在壳体上机械加工成沟槽，此项技术称为预控破碎性技术，利用这些应力集中区使战斗部壳体按设计的网格阵列破碎。战斗部壳体设计成有沟槽的或刻线的构形时，必须考虑影响壳体破裂的7个重要参数：1）战斗部壳体材料性质，2）网格的基本形状，3）网格单元的截面形状，4）爆轰波阵面的方向，5）炸药类型，6）诸如在壳体和炸药之间有无衬层等设计因素，7）与加工沟槽工艺类型有关的可能设计变量。控制破碎过程要求用拉削机加技术在战斗部壳体上刻槽，加工出来的沟槽深度和间隔控制着破片的数目和形状。若沟槽加工的太深，因为炸药能量将在赋予战斗部壳体最佳能量之前泄露的太快，所以破片速度低；然而，如果沟槽加工的深度不足，则沟槽将起不到应力集中的作用，沟槽没有充分裂开，会产生多枚连体破片。另外，若沟槽的间隔不足，也可能产生连体破片，图3-1是加工有沟槽的战斗部。
图3-1加工有沟槽的通用战斗部
有佩尔森申请专利的破碎性剪切控制方法[7]，是一个控制杀伤战斗部壳体生成预定大小和形状破片的一种非常有效的方法。剪切控制法是由于其具有控制战斗部壳体剪切断裂的位置及裂纹传播所沿平面的方向而得名。这种战斗部破碎方法利用的是多组网格系统的应力集中。通常是在战斗部壳体内表面加工形成网格系统，它的各单元控制每一个网格单元根部激发剪切破坏，然后剪切断裂沿初始膨胀阶段壳体应力场所建立的断裂迹线传播。控制网格要设计的于此应力场的几何形状相匹配，利用金属中的主应变，仅激活特定的断裂迹线组，从而形成预期尺寸和形状的破片。这种方法可用于各种形状的战斗部，只要在破碎前壳体有充分的延性膨胀，并且应变场的几何形状与此方法控制的必要条件相协调。
对一个具体的网格几何形状，尽管战斗部壳体中所有断裂迹线的理论网格可以预先确定，但实际上激活的断裂仅仅占这些迹线的某一百分比。被激活迹线的实际数目以及这些迹线的相对走向，将决定破片形成的大小和形状以及该战斗部的破片质量分布图的特征。
使用剪切控制方法时最重要的一个因素是壳体材料的动态性能。由于这个方法是以剪切断裂作为主要失效模式的，对延性钢材其效果好；而使用很脆的钢时其效果最差。这方面的原则是，看给定的壳体材料在没有控制措施条件下的正常的破碎性特征。如果未控壳体壁能以剪切形式完全贯通破坏，或者大体如此，则该材料用这种方法将会有较好的效果，相反，若壳体主要以脆性方式断裂，则该金属一般不适于应用这种方法。
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