基于有限元的某线型聚能切割装置失效分析.pdf

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1、基于有限元的某线型聚能切割装置失效分析王亚东2015年6月中图分类号：JP450UDC分类号：623.436基于有限元的某线型聚能切割装置失效分析作者姓名王亚东学院名称机电学院指导教师温玉全副教授答辩委员会主席焦清介教授申请学位工程硕士学科专业兵器工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ALinearShapedCuttingDeviceFailureAnalysisBasedonFiniteElementCandidateName：YadongWangSchoolorDepartment:MechatronicalEngin

2、eeringFacultyMentor:Asso.Prof.YuquanWenChair,ThesisCommittee：Prof.QingJieJiaoDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ArmamentEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文线型聚能切割属于三维问题，涉及到炸药的爆轰，材料在高温、高压和高应变下的大变形等复杂力学问题，很难使用传统的力学公式来描述。以前对线型聚能装药的研究主要以试验为主，随着计算机技术和数值模拟技术的不断发展，数值模拟已经成为一种重要的研究线性聚能装药的方法。本文针对某线型聚能装置在起爆时出现一端起爆而一端未爆

4、的现象进行研究，首先使用数值模拟方法，分析了该装置出现起爆故障的可能原因，发现起爆器的偏转角度对起爆影响很大，并通过分析起爆器两侧切割索起爆所需的时间，发现起爆器两侧能量分配不一样，且当偏转角度过大时，起爆器一侧的切割索由于起爆能量不足，将不能被起爆，并通过试验验证了该结论。针对偏转角度过大时，起爆器一侧的切割索由于起爆能量不足而无法起爆的情况提出了两点改进措施：第一，使用冲击波感度较高的炸药，可以降低起爆所需的能量，能有效解决该装置出现的起爆故障；第二，使用冲击波阻抗较高的垫片，可以提高起爆能量的利用率，一定程度上可以降低出现起爆故障的几

5、率。并通过试验研究了冲击波感度对起爆性能的影响。针对该装置，使用正交优化法设计了一种“V”型切割索，并通过试验研究了该“V”型切割索的起爆和切割性能。最后将其与“U”型切割索进行对比，发现该“V”型切割索形成的射流细长，速度高，在相同的切割深度下装药量更少，且V型切割索的最佳炸高比U型切割索小，可以进一步减小该装置的结构尺寸。关键词：线型聚能装药；起爆失效；数值模拟；正交优化。I北京理工大学硕士学位论文AbstractSincelinearshapedcuttingisathree-dimensionalproblem,andinvolve

6、dtheexplosivedetonation,aswellasthecomplexmechanicalproblemsofmaterialsunderhightemperature,highpressureandhighstrain,itisdifficulttousetraditionalmechanicalformulatodescribethisproblems.Earlystudiesoflinearshapedisbasedontests.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandnume

7、ricalanalysismethods,numericalsimulationhasbecomeanimportantmethodofresearchshapedcharge.Thispapersisbasedonthelinearshapedcuttingproducts,whichonesideofthelinearshapedchargecanbedetonated,buttheothersidecan’tbedetonated.Thefirst,thecauseoftheproduct’sinitiationfailureisan

8、alyzedbyusingthenumericalsimulation,andfoundthatadeflectionangleofdetonatorhasagreatimpac