Study and evaluation of the damage performance of a 120-mm multi-effect warhead using numerical simulation
14 viewsDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FMC.2026.98-107Keywords:
Multi-effect warhead; Shaped charge jet; Fragmentation; Johnson-Cook model.Abstract
This paper presents a methodology for studying and evaluating the damage performance of a 120-mm multi-effect warhead by combining analytical calculations and numerical simulations using ANSYS Autodyn 2D/3D. The study focuses on analysing the formation process of the shaped charge jet and the dispersion characteristics of fragments through the application of the JWL equation of state for high explosives and the Johnson-Cook strength model coupled with the Shock EOS for metallic components. This approach is used to evaluate the combined effectiveness of shaped-charge penetration and fragmentation within a single warhead structure, thereby predicting its damage capability against various battlefield targets. The obtained results play an important role in optimizing design parameters and contribute to improving the effectiveness of damage performance assessment for new-generation ammunition systems, while significantly reducing the cost and time required for full-scale experimental testing.
References
[1]. Held, M., “Fragmentation warheads”, Journal of Energetic Materials, Vol. 22, No. 3, pp. 181-203, (2004).
[2]. Nguyễn Văn Thuỷ, Trần Văn Định, “Uy lực đạn”, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, (2007) (in Vietnamese).
[3]. T. Sy Ngo, S. Beer and P. Konečný*, “Effect of Target Arrangement and Target Materials Properties on Penetration Depth”, Advances in Military Technology, Vol. 15, No. 2, pp. 436-449, (2020). DOI: https://doi.org/10.3849/aimt.01341
[4]. ANSYS Autodyn User’s Manual, http://www.ansys.com, (2021).
[5]. Nguyễn Quốc Anh, “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến hiệu quả tạo mảnh của đầu đạn sát thương có rãnh tập trung ứng suất”, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, (2017) (in Vietnamese).
[6]. Nguyễn Đình Linh, Lê Hải Thượng, Nguyễn Xuân Thành, “Tối ưu các tham số kết cấu phần chiến đấu đến khả năng xuyên của đầu nổ lõm”, Tạp chí nghiên cứu khoa học và công nghệ, Số đặc san FEE, No. 12, pp. 212-218, (2024) (in Vietnamese). DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FEE.2024.212-218
[7]. Nguyễn Đình Linh, Phạm Đình Trưởng, Nguyễn Như Quế, “Xác định tiêu cự nổ của đầu đạn tên lửa 125mm bằng phương pháp mô phỏng”, Hội nghị các nhà khoa học nghiên cứu trẻ lần thứ XVIII – Năm 2023, (2023) (in Vietnamese).
[8]. Conflict Armament Research, “Dissecting Iranian drones employed by Russia in Ukraine”, https://conflictarm.org/Iraniandronewarheads, (2022).
[9]. S-8KOM Aviation unguided rocket, https://www.yugoimport.com/sites/default/files/documents/2022-09/80%20mm%20S-8%20KOM.pdf.
[10]. Phạm Hữu Nguyên, “Nghiên cứu ảnh hưởng của tấm chắn sóng nổ đến chiều sâu xuyên đạn lõm”, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, (2021) (in Vietnamese).
[11]. Nguyễn Quốc Anh, Trần Đình Thành, “Nghiên cứu ảnh hưởng của rãnh ứng suất đến đặc tính sinh mảnh của đầu đạn sát thương”, Hội nghị KH&CN toàn quốc về Cơ khí - Động lực 2016, tập 2, (2016) (in Vietnamese).
[12]. Moxnes, J. F., Prytz, A. K., Frøyland, Ø., Klokkehaug, S., Skriudalen, S., Friis, E., ... & Ødegårdstuen, “Experimental and numerical study of the fragmentation of expanding warhead casings by using different numerical codes and solution techniques”, Defence technology, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.dt.2014.05.009
[13]. Hoàng Văn Cường, Nguyễn Quốc Anh, “Mô phỏng số trường mảnh đạn sát thương”, Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật, (2015) (in Vietnamese).
