预控破片战斗部刻槽深度对战斗部杀伤威力影响(4)
破片的基本构形是由战斗部壳体内表面网格系统的几何形状确定的。例如，一族纵向的平行沟槽将产生杆条形破片，而菱形图案将产生预定大小和形状的细小破片。具体网格方案产生破片的实际大小主要取决于壁厚及网格沟槽的间距。
控制壳体破碎的断裂行为一般有两种方式[8]。爆轰波阵面扫过网格剖面之后，断裂迹线的方向就已经确定。从内表面开始，产生一剪切平面外表面传播，此时，一直到完全剪切断裂出现以前，在外表面上有凹陷形成。壳体断裂完成时，炸药气体产物通过剪切断裂迹线泄露出来。许多研究认为，剪切断裂迹线是集中的剪切带，出现在壳体微观结构上。照相研究显示在主剪切迹线上有微观剪切带形成，但很难证明在副迹线上也形成剪切带。
也可能出现另一种模式的断裂。爆轰波阵面扫过网格之后，从网格的尖部建立起一个剪切平面，剪切断裂迹线可沿相同平面相向传播，而不是在外表面形成凹陷。剪切迹线从外表面至内表面贯通之后，爆炸气体产物通过断裂路径流出。
炸药种类与战斗部壳体破碎行为之间的关系是通过炸药猛度这个最简单的特征量来表征的。对于给定的战斗部壳体，固定上述各参数，其破片特征随炸药种类的变化很小。这个变化是由整个壳体中被激活的断裂迹线相对数确定；一般情况下，炸药的猛度越大，被激活迹线的总数也越大，激活在不太期望的方向上的迹线的趋势也增加。可是，在用于此方法研究的军用炸药的范围内，因改变炸药而引起破碎性的改变远远没有其他参数变化而引起的改变那么重要。
2.2 应力集中问题 [7]
在战斗部壳体上刻槽时，战斗部的几何形状与自然或非控破碎型壳体相比有重大的变化。壳体上的预刻槽起起应力集中作用，成为促使材料失效的起始点。壳体上的切口因几何变化剧烈的增加了壳体中应力，成为应力集中因子。应力集中因子定义为扰动应力与物体其余部分的均匀应力的比值。即K=实际应力/名义应力。
应力集中因子根据壳体沟槽几何形状的函数进行计算。战斗部设计师由于如下原因应当知道应力集中的计算方法：1）战斗部壳体上被加工了许多应力增加区，比如有V型槽时，壳体的几何形状已被改变，通过壳体传递的导弹载荷引起的断裂应变和应力将不同，战斗部壳体上若有深槽将有可能经受不住导弹发射的高过载。此外，应力集中因子也影响振动和动态计算结果。2）壳体厚度上含几百个沟槽，壳体的等效厚度将比未刻槽时的壳体要薄，在壳体半径较小的地方战斗部会出现完全断裂，和自然破碎壳体相比，在理论上破片速度要低。
若槽尖减小，则最大应力从槽尖移向平面应变塑性区。壳体厚度为t，开槽深度为DOC。DOC/t比值为切口深度和壳体厚度之比。若壳体厚度t为常数且DOC很小，则将需要很大的压力才能使壳体破裂，然而，若DOC较大，则较小的压力就能使壳体破裂。
出现连体破片时设计师必须从新考虑开槽的几何形状和厚度，必须対壳体进行修改，保证大多数破片破碎时单个分开，将壳体破碎成许多单个破片。
2.3 开槽列阵问题
战斗部壳体上开槽列阵的几何形状决定了破片的形状。对于给定的圆柱壳体，平行的纵向沟槽模式产生杆形破片；而菱形阵列模式则产生预控大小和形状的小破片。战斗部一旦被引爆，爆轰波扫过阵列的每一个单元，将引起沿特定剪切迹线的断裂。破片由主迹线产生或由主迹线和副迹线的组合产生，破片大小是壳体厚度和沟槽间距的函数。开槽阵列的几何形状必须考虑沟槽的结构，使其能利用最大的应变并保持相对于应变空间的对称形状。若战斗部设计者没考虑这些因素，则破碎过程不会是最优的。战斗部爆炸时，壳体膨胀，最大应变出现在周向，皮尔森认为，在圆柱形战斗部壳体的变形和膨胀过程之中，在周向上出现最大应变εθ，而轴向上或纵向应变εZ的值则小得多。所以，网格设计应主要根据周向应变的作用而不是轴向应变。这样，平行纵向沟槽的网格系统，利用εθ的作用，形成杆状破片非常有效；相反，利用平行环向沟槽的网格系统，依靠εZ的作用的系统，通常将不十分有效。[8]
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