为了给Ф39.2 mm炮射子弹战斗部威力设计提供参考,应用ANSYS/LS-DYNA软件仿真研究了不同起爆方式、偏置起爆、转速和多层药型罩对子弹战斗部威力的影响,并与试验结果进行了对比;运用ANSYS/LS-DYNA软件仿真研究了随进环内不同形状、不同数量和不同材料预制破片对战斗部随进效能的影响;应用AUTODYN软件仿真研究了不同炸高下药型罩锥角和药型罩厚度对Ф64 mm聚能装药破甲深度炸高不敏感性的影响;应用AUTODYN软件仿真研究了刻槽形状、刻槽宽度、刻槽深度和径向刻槽数量对子弹战斗部壳体破片质量分布和破片平均速度的影响。根据ANSYS/LS-DYNA仿真结果可知,面起爆形成的射流侵彻深度比点起爆的大。面起爆时射流侵彻深度随着面起爆直径的增大而增大。射流偏斜轴线角度随着偏置起爆距离的增大而增大,偏置距离达到4 mm时,射流相对轴线偏斜5.3°,侵彻深度降低25.2%。转速小于7000 r/min时,射流到达靶板时的轴向速度变化不大。转速为20000r/min时,射流头部轴向速度比无旋转时降低了1.49%。双层药型罩形成射流过程中外罩包裹在杵体周围,更有利于扩孔,内罩对靶板的侵彻起主要作用。厚度相同时,单层粉末冶金药型罩侵彻深度均大于单层密实高导无氧铜药型罩。双层药型罩内罩材料和单层药型罩材料相同且厚度均为1.2 mm及1.5 mm时,四种双层药型罩组合侵彻效果均好于单层药型罩。根据ANSYS/LS-DYNA仿真结果可知,采用高强度壳体材料有利于提高预制破片速度。根据Ф50 mm聚能装药战斗部随进后效试验结果发现,药型罩角度125°时,钨合金柱破片或钢球破片在后效靶上形成孔数较多,前者形成的孔散布较大,后者形成的孔散布较小,两者形成的孔平均数相差不大且大多数的孔是射流形成的,穿透靶板的预制破片很少。随进环结构采用16个直径1.2 mm圆球预制破片和16个长轴2.0 mm、短轴1.2 mm椭球预制破片均可全部穿透靶板且剩余比动能较大。16个直径1.2 mm圆球和长轴2.4 mm、短轴1.2 mm椭球混合预制破片可全部穿透靶板且能有效散开。圆球破片直径大于1.2 mm或椭球破片长轴大于2.4 mm、短轴为1.2 mm时,破片穿透靶板的数量减少甚至为零。预制破片数量越多,靶板孔口附近越容易堵塞。存在速度梯度的破片在开始随进靶板孔内时不易堵塞,穿透靶板的破片数量显著增加。根据AUTODYN仿真结果可知,在炸高为50 mm和100 mm时射流破甲深度分别为168 mm和214 mm,仿真结果与试验结果误差分别为-1.2%和1.9%。炸高增大时,射流头部速度降低,杵体速度增加,炸高大于200 mm时,两者均保持稳定。炸高大于100mm时,药型罩厚度对射流长度的影响表现明显,厚度越大,射流越长。在不考虑聚能装药最大破甲威力的前提下,为了提高聚能装药破甲深度的炸高不敏感性,药型罩锥角一定且较小时,药型罩厚度应取大些。药型罩锥角一定且较大时,药型罩厚度应取小些。根据AUTODYN仿真结果可知,刻槽形状为矩形时,破片预控效果较好。刻槽宽度越小,0.1 g~0.3 g破片减少,0.3 g~0.5 g破片增加,刻槽宽度为0.6 mm时,0.1 g~0.3g破片平均速度最大且0.3 g~0.4 g破片最多。刻槽深度越小,0.1 g~0.3 g破片增多,0.3g~0.4 g破片减少。刻槽深度为0.4 mm时,破片预控效果差。刻槽深度为1.0 mm和0.8mm时,破片预控效果较好。径向刻槽数越多,破片总数先增大后减小再增大。径向刻槽数小于15时,破片预控效果差。径向刻槽数大于20时,有效破片总数增大,破片预控效果较好。