线性切割器正交优化设计与数值模拟研究.pdf

线性切割器正交优化设计与数值模拟研究 王飞王连来刘广初 总装工程兵科研二所北京“ 罩顶角2罩壁厚2母线长2药顶高 和炸高*关于单个因素对切割器射流形成和侵彻能 力的影响“很多文献都有相关的报道*但是因素间共 同作用影响切割器切割能力的研究较少* 本文就是利用优化设计切割器切割退役飞机的 数值模拟计算结果“研究了各因素与一级交互作用 对切割器优化设计的影响“并且分析了优化结果的 爆轰过程2射流形成过程和侵彻靶板过程* 的铝合金板*影响线型聚能装药切割深度 的主要因素为药型罩参数2炸药参数2药顶高与炸 高 *将反映切割器切割能力的参数最大侵彻 深度“作为切割器优化指标 4 *设计切割器的因素水 平表如表所示* 图线型切割器结构断面构形 表线型聚能装药分析的因素水平 因素 罩顶角 AB C ’ 罩壁厚 D B 母线长 E B 药顶高 FB 炸高 G B H 4 6 H H 5 4 炸药选取常用的H 炸药“外壳2角焊块和药 型罩材料选用铅锑合金“厚度均为建立线型切割器纵 截面的模型“而在厚度方向上只建立层网格“同时 必须要对这些母线与厚度方向平行的面上的节点进 行约束 5 *这样数值模拟过程中既可使用三维单元 K处6即模拟雷管在此处引爆线 型切割器的装药“ ’ 7 计算时间表 5 5 6每表1 7 9 正交优化 利用前面叙述的数值模拟方法6在 5 5 ;;厚 的靶板上计算不同组合的切割器侵彻深度6正交表 中的 组结果如表0 7 由表1中极差的大小可以得出6对于最大侵彻 深度这一指标而言 B8 C D ’ 9 1 1 15 9 ’ 5 4 2 9 ’ ’ 5 9 ’ 1 0 9 1 4 35 9 ’ 5 1 9 5 ’ 5 9 ’ 5 1 ’2 9 0 4 ’ 5 9 1 1 2 ’ 2 9 1 2 55 9 1 4 ’ ’ 2’ 9 1 3 5 9 ’ 5 0 1 32 9 1 5 0 5 9 ’ 5 5 4 9 0 4 35 9 1 2 4 5 9 1 5 5 9 1 4 ’ 0 9 2 4 15 9 1 4 3 3 9 4 0 3 ’5 9 ’ 5 1 0 9 1 3 15 9 1 ’ 2 2 12 9 15 9 1 3 ’’ 9 1 ’ 1 15 9 1 5 ’ 2 9 3 5 5 55 9 1 2 4 3 但是6如果考虑因素间的交互作用6最大的因素 为.6以第二水平为好A其次为交互列*,/ 6以第 二水平为好A第三因素是交互列,.6以第一因素 为好A第四因素是 6以第二水平为好A选取优化结 果时6虽然交互列 ,.以第一水平为好6但是6由 于因素.的因素影响较大6以第二因素为好6所以 因素与.均为第二水平7同理分析其它因素7这 样6优化结果为* -./7 另外6交互列*,与,-对指标的影响都 C1C 爆破器材 E F G H I J K LMN O L P J N H 第0 ’卷第期 万方数据 表正交分析 因素 侵彻深度 “ 指标 时7 爆轰波传播到炸药边界7在这以后7 爆轰波与顶外壳作用7从边界处就会传入第一道发 射波8同时7顶外壳开始变形7向外扩展8此后7从外 壳界面处不断地传入稀疏波8稀疏波传过的区域7爆 轰波压力降低很快8 ; 时7爆轰波波阵面到达 药型罩顶部7药型罩开始在爆轰波的压力作用下逐 渐被压垮8 ; . 时7爆轰波波阵面传到药型罩的 中间位置8这时7药型罩的顶部已经压垮7药型罩材 料向中间汇聚7射流头部已经形成8 ; 时7 药型罩在爆轰波的作用下7顶部开 始压垮8 ; 9影响很大 在优化设计中要格外注意“另 外交互列89与 “ 6 1 7线性切割器形成的射流头部短小杵体被拉 得很长并且两翼很长“致使侵彻靶体时射流头部 破坏直径很小但侵彻较深而射流两翼破坏直径较 大破坏深度较浅“ 参 考 文 献 2 李裕春,线型聚能射流的数值模拟及装药结构参数优化 研究 A B ,南京C解放军理工大学工程兵工程学院 1 2 1 温万治恽寿榕赵衡阳等,聚能装药侵彻钢板全过程的 数值模拟 D B ,爆炸与冲击 1 2 1 2 6 1 7 C 2 1 - 42 黄正祥陈惠武官程,大炸高条件下药型罩结构设计 D B ,弹箭与制导学报 1 2 1 2 6 7 C 2 4 徐全军汪庆桃,大型钢结构物线型聚能6装药7爆破技术 研究 E B ,南京C解放军理工大学工程兵工程学院 1 1 崔云航,爆炸切割影响因素研究和优化设计 A B ,南京C 解放军理工大学工程兵工程学院 1 F G H I J K J L M N F O H P QP R M H P J LS T U P K L M H P J LM L VW X QT G P Y M N Z P QX N M H P J LJ [ \ P L T M GZ I M O T V] I M G K T _ ‘ ab c d _ ‘ ae d _ ‘ f _ d e d gh g _ ‘ a 3 i g j i c1 ‘ kl ‘ m d m g m cn o p ‘ a d ‘ c c q d ‘ ar n q s h p t 6 u c d v d ‘ a 2 w 7 xu y j E xr jB z_ d ‘ m q g 3 m g q cs _ q _ .c m c q _ q ck c d a ‘ c kg d ‘ an q m i n a n ‘ _ f a q _ s iq c c _ q 3 ii n { s _ q _ .c m c q _ o o c 3 m m i cs c ‘ c m q _ m d n ‘k c s m in o f d ‘ c _ q i _ s c k3 i _ q a c6 e y r 7 ,j i c ‘_ f f k c d a ‘ _ m d n ‘ _ q c d .g f _ m c k| }e y A xp A3 n k c , E _ ‘ a c.c m i n kd g c km n_ ‘ _ f } “ cm i c d .g f _ m d ‘ aq c g f m _ ‘ km i cn s m d .d “ _ m d n ‘k c d a ‘ _ m d n ‘d a _ d ‘ c k ,xm f _ m | f _ m d ‘ a s q n 3 c v c m o n q ._ m d n ‘_ ‘ kc q n d n ‘m _ q a c m _ q c_ ‘ _ f } “ c k ,j i cq c g f m d ‘ k d 3 _ m cm i _ m d ‘ m c q _ 3 m q n {i _ c.g 3 ic o o c 3 m n ‘ m i cn s m d .d “ _ m d n ‘k c d a ‘ _ m d n ‘n o e y r ,xf n m i cv c m n o e y ri _ _f d m m f ci c _ k _f n ‘ am _ d f _ ‘ km {nf n ‘ a{d ‘ a , p E A y B n s m d .d “ _ m d n ‘k c d a ‘ _ m d n ‘ ‘ g .c q d 3 _ f d .g f _ m d n ‘ d ‘ m c q _ 3 m q n { ’ 爆破器材编辑部推荐书目 中国民用爆破器材学会第六届年会论文集- , 工业火工品 - , 起爆药 - , 工业炸药理论- 1 , 工程爆破实用手册6修订本7- 0 , 工业炸药配方设计 , 炸药的分子与配方设计 , 膨化硝铵炸药 , 爆破技术 1 , 实用爆破技术1 1 , 耐热硝基芳烃化学 2 , 硝化理论1 , *-1* 爆破器材 p s f n d cz_ m c q d _ f 第 卷第1期 万方数据