藥型罩的案例
圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結果對比 ￥9.99
圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結果對比
關鍵字：LS-DYNA;聚能裝藥;破甲彈;侵徹;流固耦合
本次模擬旨在研究采用3種數值模擬方法（2D、3D單層和3D）對圓錐藥型罩所形成聚能射流對45#鋼靶的侵徹結果對比，軟件采用LS-DYNA，對比內容包括侵徹形態、射流速度變化、侵徹孔徑和侵徹深度，三種方法均使用ALE算法，流固耦合均采用罰函數法（CTYPE=5），并采用完全相同的材料參數。
1、模型簡介
計算模型及尺寸如圖1所示（省略空氣），其中殼體和靶板采用拉格朗日算法，殼體和靶板均采用45#鋼，并在材料模型種定義失效參數，炸藥、藥型罩和空氣則采用ALE算法，流體和固體之間通過*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關鍵字進行耦合。
圖1 計算模型
2、侵徹孔道
三種方法的侵徹動畫如圖2所示，對比侵徹動畫發現三種方法所形成的侵徹孔道均有一定差異，采用全模型計算結束后鋼靶的米塞斯應力云圖見圖3。
2D
3D單層
3D
圖2 三種計算方法的侵徹動畫
圖3侵徹過程中鋼靶的應力云圖
3、射流速度
聚能射流part的速度變化曲線如圖4，可以看出2D和3D兩種方法速度曲線基本一致，然而采用3D單層所形成的射流速度較2D和3D更大。
圖4 聚能射流速度變化曲線
4、鋼靶穿深和孔徑
三種模擬方法的侵徹穿深和孔徑列于下表，可以看出采用2D和3D兩種方法模擬的結果較為相近，而3D單層差異較大。
展開 圓錐藥型罩采用2D、3D單層和3D三種方法侵徹結果對比(基于LS-DYNA軟件平臺)
本次模擬旨在研究采用3種數值模擬方法（2D、3D單層和3D）對圓錐藥型罩所形成聚能射流對45#鋼靶的侵徹結果對比，軟件采用LS-DYNA，對比內容包括侵徹形態、射流速度變化、侵徹孔徑和侵徹深度，三種方法均使用ALE算法，流固耦合均采用罰函數法（CTYPE=5），并采用完全相同的材料參數。
1、模型簡介
計算模型及尺寸如圖1所示（省略空氣），其中殼體和靶板采用拉格朗日算法，殼體和靶板均采用45#鋼，并在材料模型種定義失效參數，炸藥、藥型罩和空氣則采用ALE算法，流體和固體之間通過*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關鍵字進行耦合。
圖1 計算模型
2、侵徹孔道
三種方法的侵徹動畫如圖2所示，對比侵徹動畫發現三種方法所形成的侵徹孔道均有一定差異，采用全模型計算結束后鋼靶的米塞斯應力云圖見圖3。
圖2 三種計算方法的侵徹動畫
圖3侵徹過程中鋼靶的應力云圖
3、射流速度
聚能射流part的速度變化曲線如圖4，可以看出2D和3D兩種方法速度曲線基本一致，然而采用3D單層所形成的射流速度較2D和3D更大。
圖4 聚能射流速度變化曲線
4、鋼靶穿深和孔徑
三種模擬方法的侵徹穿深和孔徑列于下表，可以看出采用2D和3D兩種方法模擬的結果較為相近，而3D單層差異較大。
2D
3D單層
3D
穿深/mm
70.3
50.8
70.1
孔徑/mm
54.1
70.4
54.6
5、總結
通過比較2D、3D單層和3D三種數值模擬方法，認為采用2D簡化方式能夠較為真實地反映圓錐藥型罩的成型及對鋼靶的侵徹情況。
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ls dyna采用initial volume fraction geometry關鍵字，為什么炸藥耦合進空氣中，仿完藥型罩是空的
采用initial volume fraction關鍵字，仿真完只有炸藥填充進空氣，但是藥型罩顯示是空的
桿式射流對充液防護結構的毀傷機理及影響因素數值仿真研究
4藥型罩壁厚和材料對充液防護結構毀傷效果的影響
4.1藥型罩壁厚的影響
在藥型罩外球面半徑R=0.5Dk和裝藥結構不變的條件下，通過改變藥型罩內球面半徑r的大小，使藥型罩壁厚δ在0.02~0.1Dk（以0.02Dk為增量）之間變化，研究不同壁厚條件下，桿流對充液防護結構毀傷效果的影響。
為了對比分析桿流在侵徹過程中形態的變化，將桿流與液艙前壁面外側的接觸點作為侵徹原點，對比桿流在侵徹距離Dp分別為0、15、30cm時刻的形態變化。不同壁厚條件下，桿流（為了方便表述，將圖中不同形態的聚能侵徹體統稱為桿流）在侵徹充液防護結構時的形態變化如表 5所示，從表中可以看出隨著壁厚δ由0.02Dk增加至0.1Dk，桿流頭部初速度逐漸降低；當藥型罩壁厚為0.02Dk時，桿流結構呈封閉中空狀，在侵徹過程中桿流頭部出現了分叉現象，當侵徹了30cm后，桿流的桿體部分被完全侵蝕，只剩下尾部杵體；壁厚為0.04Dk和0.06Dk時，桿流成型效果較好，在侵徹過程中，桿流被充分拉伸，當侵徹了30cm后，桿流桿體和杵體所剩質量較多；壁厚為0.08Dk和0.1Dk時，桿流在侵徹過程中過早斷裂，且杵體所占質量比較大。
不同厚度藥型罩形成的桿流在穿水過程中的動能衰減情況如圖 12所示，從圖中可以看出不同壁厚條件下，桿流在水中的動能衰減程度不同，藥型罩厚度越小，桿流初始動能越高，動能衰減越快；藥型罩壁厚度越大，桿流動能越低，動能衰減越緩慢?？梢姡谘b藥結構不變的情況下，適當增加藥型罩厚度，能夠提高桿流在水中的動能抗衰減能力。
不同藥型罩壁厚條件下，充液防護結構前后壁面的變形量如13所示。由壁面變形量可以看出，在相同的藥型罩壁厚條件下，充液結構后壁面的變形量均大于前壁面。
展開 桿式射流對充液防護結構的毀傷機理及影響因素數值仿真研究
[ 摘 要 ] 本文以聚能戰斗部對充液防護結構的毀傷為研究背景，運用Ansys LS-dyna分析了藥型罩壁厚和材料對充液防護結構毀傷效能的影響。結果表明：藥型罩壁厚在0.04Dk~0.06Dk之間形成的桿流對充液防護結構具有較優的侵徹性能，δ<0.04Dk，桿流成型結構較差，在水中的動能抗衰減性能較低，δ>0.06Dk，桿流初始動能低，穿透水層后的剩余能量小，無法形成較大的后效；藥型罩可采用純鐵、紫銅和鉭3種材料，其中純鐵桿流的侵徹能力最高，鉭射流的水中動能抗衰減性能最好，紫銅射流具有較好的綜合性能。
1 背景
多層裝甲與充液艙組合模式是現代常用的防護結構，常規的水下爆破戰斗部很難對其造成致命性的打擊。為了高效打擊水面目標，遂采用聚能戰斗部技術?，F目前針對聚能戰斗部水下作用效應的研究較少，本文主要考慮藥型罩結構和材質對聚能射流毀傷充液防護結構的影響。以半球型聚能戰斗部為設計依據，在戰斗部裝藥結構不變的條件下，通過數值計算的方法研究了不同壁厚、不同罩材的藥型罩對桿射流成型效果及桿流對充液防護結構毀傷效果的影響，得到了有利于侵徹多層充液防護結構的藥型罩壁厚范圍和材料。
2 桿流侵徹充液防護結構數值計算模型
2.1數值計算模型
為了研究桿式射流對充液結構的毀傷機理，文中設計了一種半球形聚能裝藥戰斗部，結構如圖 1所示。
展開 用戶作品賞析 | 桿式射流對充液防護結構的毀傷機理及影響因素數值仿真研究
以半球型聚能戰斗部為設計依據，在戰斗部裝藥結構不變的條件下，通過數值計算的方法研究了不同壁厚、不同罩材的藥型罩對桿射流成型效果及桿流對充液防護結構毀傷效果的影響，得到了有利于侵徹多層充液防護結構的藥型罩壁厚范圍和材料。
2 桿流侵徹充液防護結構數值計算模型
2.1數值計算模型
為了研究桿式射流對充液結構的毀傷機理，文中設計了一種半球形聚能裝藥戰斗部，結構如圖 1所示。該戰斗部主裝藥采用B炸藥，裝藥直徑Dk和裝藥高度H均為5cm；藥型罩采用等壁厚的半球形結構，外球面半徑為R，內球面半徑為r，壁厚δ為內外球面半徑之差，即δ=R-r，材料為紫銅；起爆點位于主裝藥尾部中心位置處。
圖 1 桿式射流聚能戰斗部結構
本文所研究的充液防護結構為金屬板和水介質組成的多層復合結構，充液防護結構的具體結構如圖 2所示。由圖可知，該結構主要由液艙前、后壁面、后效靶、水和空氣組成，其中液艙內的水介質厚度為30cm，前壁面和后壁面厚度均為0.4cm，后效靶由3塊厚度均為1cm的等間距間隔鋼板組成，后壁面與后效靶之間為空氣介質。液艙壁面和后效靶均采用45鋼。
圖 2 充液防護結構示意圖
運用Ansys LS-dyna有限元分析軟件建立了聚能戰斗部對充液防護結構侵徹的二維數值計算模型，如圖 3所示，該數值計算模型主要包含了聚能戰斗部、空氣和充液防護結構，計算中聚能戰斗部的侵徹炸高保持1倍裝藥直徑不變。
展開 榴彈炮對目標鋼板進行破甲殺*傷模擬
由于軍品的保密性，無法使用真實詳細的參數，模擬的仿真結果與實際的相差甚遠
先繪制好榴彈炮的大致形狀，彈體、藥柱、藥型罩以及作為目標的鋼板
使用軟件進行模擬，可以大大降低炮*彈的設計成本，通過預先的設計，排除一些不合適的設計參數
藥柱的炸藥成分需要設定好，藥柱的引爆點也需要調試好，藥型罩的角度，對于破甲模擬也起到了至關重要的作用
空氣阻力，網格精度，材料特性之類的也會或多或少的影響到分析的準確性。
在使用ANSYS Workbench進行網格劃分時，全局網格控制可以使用默認的設置，但要進行高質量的網格劃分，還需要用戶了解全局控制的常用設置，尤其是對于復雜的零部件。
網格全局控制的設置包含了7個組別，分別是Display（顯示）、Defaults（缺省設置）、Sizing（尺寸控制）、Quality（質量控制）、Inflation（膨脹控制）、Advanced（高級控制）、Statistics（網格信息）等信息。這些設置都是可以調整網格的精度的設置。
爆燃波（即常規的燃燒傳播）加速轉化為爆轟波；直接起爆，初始點火時刻能量極高，直接導致強沖擊波，該沖擊波引燃緊隨其后的可燃氣體，釋放的能量反過來維持和推進沖擊波，將藥型罩變為杵體，然后形成射流，對鋼板進行侵切，進行破甲殺*傷。
對于彈丸的初速，則是由發*射*藥來保證，既要提高初速度，又要降低膛壓使后坐力降低，這時候就到了對于發*射*藥進行選擇的時候了，選擇合適的發*射藥，可以提高彈丸出膛時候的初速度
炸藥的選擇和破甲的效果有關，合適的炸藥，使藥型罩的破甲率大大提高，反之亦然
鋼板也是選擇的均質鋼板，如果不是均質鋼板，對于這實驗來說，就沒有了意義
彈丸的破碎，也是用來提高殺*傷效果的方式，破裂的碎片，對人體構成足夠的威脅
展開 基于lsdyna的三維射流成型模擬
破甲彈 HEAT（High-Explosive Anti-Tank）破甲彈又稱空心裝藥破甲彈，是以聚能裝藥爆炸后形成的金屬射流穿透裝甲的炸彈。也稱聚能裝藥破甲彈，是反坦克的主要彈種之一。
破甲彈穿透裝甲的方式是通過化學能彈來完成的，HEAT彈戰斗部的金屬殼體可以在發射后，通過錐形裝藥的聚能原理將高溫高壓的金屬射流聚焦成一條線，使得內部壓力集中于一點并穿透敵方裝甲，已達到殺傷敵方坦克內部乘員、破壞武器裝備的效果。理論上破甲彈可以擊穿五倍于自身金屬墊口徑的均質裝甲。破甲彈是基于門羅效應開發的化學能反裝甲彈種，將錐型中空的裝藥 （常見藥型還有半球型、喇叭型等） 在距離裝甲板一定高度的位置起爆，以聚焦的高溫高速射流擊穿裝甲板并對人員器材進行殺傷，因此也常稱為錐型裝藥、成型裝藥、中空裝藥、聚能裝藥。通過合理設計裝藥形狀和炸高（理論上的理想炸高為直徑五倍）并加裝金屬藥型罩，現代破甲彈的靜破甲深度通常可達藥型罩直徑的五倍以上，破深隨藥型罩直徑增大有所提高，但藥型罩直徑大于150mm時破深提高不明顯。
現代一些破深超過1000mm的反坦克導彈應用的是串聯破甲戰斗部，對爆炸反應裝甲有較好效果。
對于破甲彈的2D模擬市場上較多，但是對于3D三維模擬，由于難度較大，對LSDYNA軟件的應用技術和能力提出一定的要求，本文正對三維射流破甲彈的成型進行講解。
2，幾何模型
幾何模型包括空氣、B炸藥、銅射流。首先利用workbench的dm模塊建立空氣、B炸藥、銅射流的幾何模型，注意的是三個模型要放入一個part下，以保證他們之間可以形成共節點的有限元模型。模型如下圖所示，采用1/4模型。
3，材料
空氣采用null本構及GRUNEISEN狀態方程。
展開 NO.20 聚能射流成型（SPH）
在建立包括炸藥、藥型罩等結構的聚能裝藥模型時，需要采用均勻分布的 SPH 粒子對模型進行離散，并保證粒子間距基本一致。在模型幾何尺寸相差較大的情況下，通常難以保證模型精細離散與粒子數量控制的平衡。在這種情況下，需要對各個結構分別進行離散，優先保證同一結構內部的 SPH 粒子空間分布均勻和質量相對一致，對于不同結構間粒子間距的控制可以降低要求。
構建SPH粒 子模型的兩種方法：（1）采用網格-無網格轉換的方法建立聚能裝藥的 SPH 粒子計算模型。該方法是將有限元網格單元轉換為 SPH 粒子，新生成的 SPH 粒子坐標位于原有網格單元的質心，粒子的質量與網格單元的質量相同，其占據的體積為原有網格單元的體積。（2）先分別建立炸藥和藥型罩的空心外殼，然后在其中填充等間距的SPH粒子。本文采用第二種方法構建有限元模型。
有限元模型
均勻排布的炸藥和藥型罩粒子
開展三種工況模擬，通過修改相關參數，不斷優化SPH聚能射流的成型形態。
（1）FORM=1
射流出現斷裂、粒子飛散
（2）FORM=0
射流成型較好，沒有粒子飛散，但頭部粒子較分散
射流速度分布
（3）FORM=0，考慮人工粘性
射流 成型良好 ，頭部粒子未分散
射流速度分布
射流成型過程
未經許可，不得私自轉發
展開 
LS-DYNA | 雙層藥型罩聚能射流侵徹水下靶板
[圖片]
非對稱起爆聚能射流
之前做了一段時間，藥型罩的不對稱性影響最大，看了藥型罩偏移距離和材料的影響
LS-DYNA | 復合材料藥型罩的聚能射流數值模擬（鎢銅射流）
上次發送推文，模擬了一種鎢銅射流微觀的數值模擬，但該方法只是一種簡單的模型，原理性的實現方法，受鎢銅顆粒尺寸影響較大，網格尺寸必須劃到非常精細才能較好的去模擬。
LS-DYNA | 鎢銅聚能射流細觀的數值模擬
早前推送過LS-DYNA | 爆炸與沖擊
里面提到鎢銅按照一定比例去混合
建立了新的鎢銅混合的有限元模型
根據這種方法
實現了鎢銅射流的數值模擬
分別按照
銅-鎢比例為0.5:0.5、0.6:0.4、0.7:0.3
銅-鎢比例為0.5:0.5
銅-鎢比例為0.6:0.4
銅-鎢比例為0.7:0.3
動能曲線
中秋節快樂
多爆炸成型彈丸模擬 ￥15
LS-DYNA模擬三層藥型罩形成的多爆炸成型彈丸，藥型罩材料全部用鋼來代替，炸藥用octol，采用炸藥端面中心點起爆方式，計算到30us時，刪除炸藥和銅端蓋，進行重啟動分析。
有限元模型如下圖所示：
形成的多爆炸成型彈丸：
