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对反坚固目标而言,聚能装药是比较成熟的技术。根据毁伤元素划分,聚能装药的类型一般分为聚能射流(Shaped Charge Jet,SCJ)、聚能杆式射流(Jetting Proj ectile Charge,JPC)和爆炸成型弹丸(Explosive Form Projectile,EFP)。尽管聚能装药技术已有几十年的发展历史,国内外许多专家已经进行了深入细致的研究,但对于聚能装药结构中放置隔板后爆轰演化的控制机理没有得到解决,制约了新型聚能装药技术的发展,因此成为了当前工作亟需解决的关键问题。聚能装药放置隔板一般有两个方面的原因:一是为了获得更高的初速度和更优质的侵彻体,将隔板主动放置于战斗部中,调整爆轰波波形使之与药型罩的结构匹配,如K装药或某射流装药;二是为了提高装药结构的紧凑程度,将部分敏感器件包覆在一起置于战斗部内部,如末敏弹战斗部等。本文以带隔板聚能装药为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法开展了爆轰波相互作用的应用研究,得到了爆轰波波形演化规律及爆轰产物流场参数的变化规律;开展了隔板结构与SCJ、JPC和EFP装药中药型罩之间匹配关系的数值模拟计算以及相应的试验验证,通过优化设计得到隔板和药型罩匹配后的优质侵彻体,从而为带隔板聚能装药战斗部设计提供指导和借鉴。具体研究内容如下:(1)利用Whitham方法和三波点理论建立了马赫波参数工程模型和马赫干高度工程模型,得到了爆轰波相互作用后发生正规反射或马赫反射时爆轰产物的速度、密度和压力的变化规律。计算结果表明,爆轰波相互作用后爆速和爆压等参数均高于CJ值,特别是发生马赫反射后马赫干高度将不断增大,其压力不断较小,最终减下至CJ值。(2)利用水平集(Level Set,LS)方法和爆轰冲击波动力学(Detonation Shock Dynamic,DSD)方法建立了爆轰波传播模型和终态波形模型,得到了爆轰波波形传播过程及其终态波形。建立了马赫波作用下罩微元压垮速度计算模型以及理论分析了隔板结构与不同药型罩之间的匹配关系。(3)利用动力学有限元软件数值模拟计算了隔板种类和形态对爆轰波传播的影响,爆轰波绕射过隔板后相互作用和传播过程以及聚能装药中隔板与药型罩之间的匹配关系。计算结果表明:隔板种类和形态对爆轰波的传播有较大的影响;爆轰波相互作用发生马赫反射后马赫干高度不断增大,验证了理论模型的正确性;隔板结构可明显提高SCJ、JPC和EFP成形速度,提高聚能装药的作功能力;通过正交优化设计得到了隔板与三种装药(SCJ、JPC和EFP)结构的最优匹配关系。(4)铜锭压痕试验验证了马赫干高度工程模型,结果表明爆轰波相互作用发生马赫反射后,马赫干高度不断增大的结论;带隔板聚能装药EFP成形X光试验得出了装药量在降低20.6%的情况下,EFP的速度提高14.4%以及其长径比提高94.2%;小长径比末敏弹成形及威力试验验证了数值仿真结果,为带隔板聚能装药的设计和实际应用提供借鉴。本文的研究工作在带隔板聚能装药爆轰波传播演化及驱动药型罩方面取得较大的进展,特别是建立了马赫波参数工程模型、马赫干高度模型、爆轰波相互作用和终态波形工程模型、隔板结构与不同装药结构药型罩的匹配关系,为新型带隔板聚能装药结构的发展和设计提供了指导和借鉴。