灰关联分析聚能装药药型罩对射流性能的影晌热缩机

灰关联分析聚能装药药型罩对射流性能的影晌

灰关联分析聚能装药药型罩对射流性能的影晌 2012年10月15日 聚能装药是一种传统的战斗部，在炮弹、火箭弹及导弹中得到了广泛应用。它利用金属射流来毁伤目标，且射流速度大则破甲深度大。射流的速度与药型罩材料、锥顶角、壁厚有关。本文用灰关联分析药型罩各参数对射流成形性能的影响程度，并将影响因素主次明确化。1 数值模拟研究1．1几何模型 本文采用如图l所示的浆能装药的基本结构。该几何模型由炸药、药性罩两部分组成。主要研究药型罩的影响，故装药结构在本文设成定值。浆能装药的装药长径比l．2；壳体的壁厚l．50 mm；起爆方式为顶端中心点起爆。药型罩的锥角分别选60°、70°、80°；药型罩的壁厚选1.O0 mm、1．25 mm、1．50mm和1．75 mm，组合成l2种结构方案，药型罩的材料选铜和铜，便可以组合24种结构方案。1．2材料模型 在聚能装药射流成形的数值模拟中，涉及到炸药、药型罩两种材料模型。炸药为高能炸药，采用高能燃烧模型和JWL状态方程。药型罩的材料为紫铜/钢，金属材料采用Johnson—cook材料模型和Gruneisen状态方程，Johnson—cook材料模型是描述在大变形、高应变率和高温条件下的本结构模型，其典型的应用包括爆炸成型、弹道侵彻和冲击，Gruneisen状态方程是一个内能型方程，它确立了高压固体中3个状态量的解析关系。1. 3 有限元模型 用Truegrid建模软件建立24种模型，本文限于篇幅仅介绍其中的一种建模(图2)。药型罩口径50 mm，装药高度60 mm。模型采用1／4结构，在模型的对称而上施加对称约束条件。

1．4聚能装药形成射流的数值模拟 用显式有限元程序LS—DYNA对聚能装药结构数值模拟，其中一种方案的射流成型图如图3，24种不同方案射流的结果见表1。

2 灰关联分析2．1关联系数 关联系数的求法旨先指出参考数列和比较数列，然后计算关联系数，即比较曲线和参考曲线在各个点上差值。对于一个参考数列y0，有几个比较数列(X0，Xl，X2，X3)的情况可以来表示比较曲线和参考曲线在各点的差。灰关联系数εi(k)定义如下：

式中，εi(k)是第k个时刻比较曲线Xi与参考曲线y0的相对差值，这种形式的相对差值称为εi(k)对y0在k时刻的关联系数(见表2)。

2．2灰关联度

通过关联度可以将分散的数据作集中处理，求关联度的方法有而积法与甲均值法，本文使用平均值法，其定义如下：

根据式(2)与表2中的灰关联系数，即可求出关联度矩阵，见表3。

对于比较数列Xi和参考数列Yi，其关联度为 ，按大小排列，即可得到灰关联度。分析关联矩阵中的数据，可以看出，对于射流头部的速度影响，X3＞X2＞X1，药型罩材料是影响射流速度的主要因素，其次是药型罩锥角，药型罩壁厚；对于射流尾部的速度影响，X1＞X2＞X3，药型罩锥角是影响射流尾部的速度的主要因素，其次是药型罩材料，药型罩壁厚；对于射流头部速度与射流尾部速度之差的影响，X3＞X2＞X1，药型罩材料是影响射流头部速度与射流尾部速度之差的主要因素，其次是药型罩锥角，药型罩壁厚；对于杵体与射流总长的影响，玛卜托卜薯，药型罩材料是影响射流速度的主要因素，其次是药型罩锥角，药型罩壁厚；对于射流长度的影响，X3＞X2大于X1，药型罩材料是影响射流速度的主要因素，其次是药型罩锥角，药型罩壁厚。3 结语 本文利用LS—DYNA软件对射流成形过程的模拟，主要应用灰色系统理论对药型罩材料、壁厚、锥角分析影响射流成形性能的主次因素。 结合论文的研究目的，得到以下结论： (1)通过灰关联分析从关联矩阵中的数据，可看出：药型罩材料、锥角、壁厚对射流边度、射流头部边度、射流尾部边度及射流长度的影响程度符不同。 (2)用灰关联方法分析所得的结论对聚能药型罩的设计具有指导意义。

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