[发明专利]一种渐变密度药柱压制装置及其设计方法

说明书

本发明提供一种渐变密度药柱压制装置，包括冲头、导向筒、模筒与底座，导向筒套设在模筒的一端，冲头可滑动的设于导向筒内并能够伸入模筒中，底座套设于模筒的另一端，底座、模筒与导向筒形成一制药空腔，制药空腔内放置药粉，冲头的外径小于模筒的内径，d为冲头的外径，L为模筒内径与冲头外径差值的1/2，L与d满足以下关系：其中，k为炸药装药在侵彻过程中受到的最小压缩载荷ρsubgt;1/subgt;和最大拉伸载荷ρsubgt;0/subgt;的比值。

技术领域

本发明属于爆破器材和火工品领域，具体涉及一种渐变密度药柱压制装置及其设计方法。

背景技术

侵彻战斗部在攻击目标的过程中，其内部装药承受较强的冲击载荷，装药只有在预定深度爆炸，才能实现对目标最大程度的毁伤，因此，装药安定性是决定侵彻战斗部是否有效的关键因素，而影响侵彻战斗部安定性的重要因素之一就是装药质量。

目前在军用弹体中，压装炸药主要是通过上、下冲头对炸药药粉的轴向压制来获得的。这种方法的优点是装药致密度较好，弹性模量高，同时压药模具的设计较为简单，可以依靠经验进行设计，缺点是当弹体发生较大变形时，药柱受到壳体的拉伸压缩应力作用，而单一模量的药柱难以对使用过程中受到的高应力作用起到缓冲，易形成裂纹产生热点，甚至导致药柱早炸，带来安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种渐变密度药柱压制装置及其设计方法，解决现有技术的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种渐变密度药柱压制装置，包括冲头、导向筒、模筒与底座，导向筒套设在模筒的一端，冲头可滑动的设于导向筒内并能够伸入模筒中，底座套设于模筒的另一端，底座、模筒与导向筒形成一制药空腔，制药空腔内放置药粉，

冲头的外径小于模筒的内径，d为冲头的外径，L为模筒内径与冲头外径差值的1/2，L与d满足以下关系：

其中，k为炸药装药在侵彻过程中受到的最小压缩载荷ρ₁和最大拉伸载荷ρ₀的比值。

优选地，所述渐变密度药柱压制装置还包括：

垫块，设于模筒远离冲头的一侧，垫块由两个半弧板围合组成，底座设于垫块内。

优选地，所述冲头、导向筒、模筒、底座及垫块的中心线同轴设置。

优选地，所述导向筒、模筒与垫块外壁均设置水平设置定位插销。

一种渐变密度药柱压制装置的设计方法，该设计方法包括：

步骤1，确定装药密度对装药撞击安全性的影响

对选定的炸药进行力学性能与密度关系试验，对不同密度的装药进行大落锤应力加载，得到装药应力应变曲线，根据应力应变曲线计算得到炸药弹性模量E等动态力学性能参量；

步骤2：确定渐变密度药柱设计需求

利用LS-Dyna软件，采用步骤1获取的动态力学性能参量，建立战斗部侵彻目标靶板的仿真模型，并计算炸药装药在侵彻过程中受到的最大压缩载荷和最大拉伸载荷，确定渐变密度药柱的最大理论设计密度ρ₀及最小理论设计密度ρ₁，

步骤3：确定模筒(4)与导向筒(2)配合关系

根据药粉在模筒(4)中所处的位置，基于冲头(1)与模筒(4)的尺寸配合关系，将药粉分为Q1区域与Q2区域，计算装药药粉分别在Q1区域与Q2区域的受力情况，并根据药粉密度分布与受力情况之间的规律，设计模筒(4)与导向筒(2)配合关系，并建立渐进式密度药柱压制系统；