AUTODYN155mm战斗部预制破片结构设计(3)
多数情况下，预制破片被有意地设计为球状体、优尔角形状，也或是立方体等形状[4]。一般而言，立方体的破片拥有集装方面的优势，同时实现威力最大，有效降低空气的阻力等特点。如果破片都设计成为一个个边长相等的立方体，在实际的战斗部中具体的破片数量将会最大，同时抛射的速度也最小。相反，如果要追求破片的抛射速度较高，就必须牺牲最大的速度，而正常情况下破片的厚度越薄，其真实的抛射速度就会越大。根据经验，战斗部设计者总是力图将其长宽尺寸不超过1.5倍的皮片厚度，一旦破片超过这些几何约束，则会降低对目标侵彻能力且增大空气阻力[5]。密实立方破片是任意两边不超过不超过另一边1.5倍的破片，这种尺寸对破片侵彻目标的能力和空气阻力影响很小。
预制破片能够将大部分破片的具体形状和特征预先按照需要加工成型，将具体的形状和质量和预先设计好的钢箭、钢球等等各个预制破片组成部件事先制作成预完整的套体，按照具体需要分别安装在弹体外表面或者安装在内表面。这样，这些事先设计好的预制破片就能够与弹体在爆炸时形成的一些自然破片一起共同构成爆破破片的实际杀伤场，同时因为预制破片的实际飞行阻力的具体特性具有一致性，因此带有预制破片的榴弹会在实际事先设置的具体范围中拥有杀伤效果，从而实现全弹的实际杀伤威力得到大幅度提升。
1.3 国内外发展状况
1.4 国外研究
1.5 本文主要研究内容及工作
一般主要的研究方式是，首先通过对模型的分析与计算，然后建立模型利用相关的软件，对需要分析的模型建立数值仿真，通过对数值仿真的模型的结果进行分析。
本课题主要研究155mm预制破片战斗部不同材料、不同形状预制破片形成、速度、飞散角的分布规律及通过理论分析和数值模拟评估预制破片杀伤能力，其中主要面临的问题有：
（1）战斗部的壳体实际材料和周边侧壁的厚度的选择；
（2）预制破片的使用材料和具体的形状以及尺寸的设计确定；
（3）数值模拟仿真软件的应用。
拟采用的研究手段：首先通过经验公式理论计算选择战斗部的材料和壁厚，及查阅先关文献资料预确定预制破片的材料和形状尺寸，最终用数值仿真软件AUTODYN-2D/3D数值仿真软件建立预制破片战斗部的仿真模型进行数值模拟计算[10]，将相关数据详细记录并进一步分析处理。
2 预制破片结构的设计
2.1 引言
预制破片榴弹中破片的材料和形状的选择，以及破片在榴弹中的放置位置的方式。影响弹爆炸时弹体所产生的有效杀伤破片的数量，从而影响榴弹的杀伤效果。所以本章参考相关资料论文，对于预制破片材料、形状和放置方式进行分析研究。
2.2 预制破片材料选择
制作预制破片的主要材料一共有三种，一种是铸铁，铸铁中含有多种元素，硬度和耐温特性均有较好表现，不过主要不足就是铸铁的韧性不够；第二种是钢，钢的主要构成成分有硅、锰、铁、碳等[11]，具体根据实际的成分组成的不同，钢可以细分为两种，第一是碳素钢，第二是合金钢。根据性能以及结构可以分为三类，第一是结构钢，第二是工具钢，第三是特殊性能钢。通过对钢的热处理可使钢硬度略为降低，但韧性和耐热性能较好，能达到在高温冲击推动条件下不受明显影响，整体的性能表现较好。第三种是钨合金，钨合金具有熔点高、强度高、耐磨等多种特性，拥有非常理想的物理特性，同时也具有很多其他两种材料所不具有的优异性能。因此在尖端科学领域、国防工业中都得到非常广泛的应用。此外在实际过程中，经过测试钨合金的破片经过试验中同实验目标的模拟高速碰撞测试，钨合金所表现出来的形状变化程度，同其他准静态下的测试结果具有差别十分明显的力学性质特征，其动态屈服的具体强度大幅度的提升。因此钨合金在作为预制破片有着一定的优势[12-14]。