摘要
杀爆战斗部作为战术进攻型压制武器，主要依靠爆炸时产生的高速破片和爆炸冲击波对有生力量和轻装甲类目标造成毁伤，由于冲击波在空气中迅速衰减，对于远方目标的打击，破片的杀伤效应占据主导地位。随着目标防护能力的不断增强，如何提高杀爆战斗部的杀伤威力是武器研制人员要迫切解决的问题。文章以优化杀爆战斗部装药和弹体材料的匹配关系为研究背景，旨在提高杀爆战斗部的杀伤威力，研究成果可指导杀爆战斗部的结构设计。主要工作内容如下： （1）从58SiMn钢、50SiMnVB钢两种高破片率弹体材料出发，设计并开展了两种弹体材料的动态拉伸试验研究，得到了两种弹体材料的动态拉伸断裂力学特性，根据动态拉伸试验结果拟合了50SiMnVB钢的Johnson-Cook本构模型，在此基础上建立了杀爆战斗部弹体破碎的数值计算模型。 （2）开展了杀爆战斗部杀伤威力特性试验研究，获得了58SiMn钢、50SiMnVB钢弹体在爆轰加载下形成破片的速度、质量分布情况以及弹体的断裂模式。结果表明，58SiMn钢弹体发生的主要是剪切断裂，50SiMnVB钢弹体发生的主要是拉-剪混合断裂。两种弹体材料形成破片的速度相差不大，具有更高动态韧性的50SiMnVB钢弹体的破碎性能更好。 （3）在拟合了弹体材料本构模型的基础上，开展了杀爆战斗部弹体破碎数值模拟研究。结合杀爆战斗部爆炸的数值模拟结果，分析炸药、弹体材料、起爆方式和战斗部结构对有效破片形成特性的影响，得到各影响因素对杀爆战斗部杀伤威力的影响规律，为杀爆战斗部优化设计中设计变量优选和代理模型构建奠定基础。 （4）从战斗部装药、弹体材料和弹体结构三个方面出发，采用多目标优化设计方法对杀爆战斗部的杀伤威力进行“炸药装药-弹体材料-总体结构”一体化的优化设计，得到杀爆战斗部装药和弹体的最优匹配关系，充分发挥高能炸药威力和弹体材料的优异性能，研究成果可用于现有制式杀爆战斗部的升级改造。
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