线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟
聚能射流侵彻钢板相似律数值模拟研究
，
形成的高速流体 ， 它将炸药的能量传给金属药型罩 ， 并 以很大 的速度向轴线运动汇聚（ 压垮 ） ， 药型罩 内壁在 压垮 中产生速度更高的塑性金属 流ｕ 。聚能射流形成 过程属于复杂 的大变形 问题Ｉ ２ １ ， 很难用传统 力学公 式 描述 ； 前人对聚能装药 的研究主要是 以试验为主 。随 着计算机技术和数值分析方法 的发展 ， 数值模拟逐渐
成 为 研 究 聚 能 装 药 的重 要 方 法ｐ １ 。法 国 Ｊ ． Ｂ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｄ于
Ｅ， ’
Ｃ ｝ （ １ ）
Ｃｖ
取Ｚ 、 、 作 为基 本量 ， 可把 式 （ １ ） 改写 成无量 纲形
式：
Ｄｅ
， ， ，
１ ８ ４ ８ 年建立 了相 似第一定理 以来 ， 相 似律逐渐完善， 并得到广泛应用 ； １ ９ ７ ３ 年Ｂ ａ ｋ ｅ ｒ 等人又对相似性 和定 比例作 了很好研讨 。若将相似理论用于聚能装药侵 彻钢 板 ， 可 以大大 减小 经 费开 支 、 缩 短研 究周 期 。
是 炸 药 的特 征 尺 寸 Ｚ （ 包 括 装 药 高 度 及 装 药 直 径 等） 。
看 两模 型 的装 药 型 号 、 装 药密 度 、 药型 罩 、 外 元 和
靶板材料 、 药型罩锥角和弹靶相对位形倾角均相 同， 则 （ ２ ） 和（ ３ ） 式 可简 化 为 ：
外壳与药型罩是一整体 ， 材料相同 ， 其影响因素有 ： 特
征 尺 寸 （ 包 括 罩体 的厚度 及 长 度 等 ） ， 材 料 密度 ， 材 料 弹性 模 量 Ｅ， 泊 松 比 材 料 动态 屈服 强度 ， 定 容 比 热 ｅ、 药型罩锥角 ａ ｃ 。 （ ２ ） 靶 板的主要影响因素有 ： 靶 板 材料 的密度 ， 弹 性模 量 ， 泊松 比 ， 材料 中的声 速 Ｇ， 动 态 屈 服强 度 、 靶板 的特 征 尺寸 么（ 包括 靶 板 的长
聚能射流对靶板侵彻的数值仿真
兵 工 自 动 化
Ｏｒ ｄｎａｎｃ ｎｄｕｓ ｒ ｕｔ ｅＩ ｔｙ Ａ ｏｍ ａｔｏｎ ｉ
２０１ ０ｌ ０．
２ （） ９ １
ｄ ｉ １．９ ９ｊ ｓｎ１０ ・５ ６２ １．１ ０ ｏ： ０３ ６ ／ｉｓ．０ ６１ ７ ．０ Ｏ０ ． ７ ． ０
聚能射 流对靶 板 侵彻 的数 值仿 真
崔 军 ， 徐 峰 ， 李 向 荣 （ 甲 兵 工 程 学 院 兵 器 工 程 系 ， 北 京 １０ ７ ） 装 ００ ２
摘要 ：利 用 ＡＵＴ ＤＹＮ非 线性 动 力学分析 软 件 ，采 用 Ｊ ｈ ｓｎＣ ｏ 动 态本 构模 型和 多物 质 Ｅ ｌｒ算法 ，对 某子 Ｏ ｏ ｎｏ ｏ ｋ ｕｅ 母 弹的 子弹 聚 能射 流 形成 、侵 彻 钢板 过程 进行 了数 值 仿真 ，得到 与 试验 结 果相 近的 聚 能射 流形 成和 侵彻 的 物理 现 象 和规律 ，验 证 了该 模 型和数 值 模拟 的合 理 性 ，为 该弹 的测 试 和鉴 定提 供 一些 理论依 据 ，对 聚能破 甲战斗部 的工程设
线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究
线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究纪 冲 龙 源 杨 旭 刘建青 刘维柱解放军理工大学工程兵工程学院(南京,210007)[摘 要] 以线型聚能装药切割器技术在某爆破工程中应用的实例,分析了线型聚能射流切割目标的原理及影响因素,提出了对于一般常用钢构件材料条件下工程爆破采用线型聚能切割器的参数设计方法,进而展望了此器材在工程爆破中应用的发展前景。
[关键词] 工程爆破 线型聚能切割器 金属射流 钢结构物[分类号] T G481 引言自1888年C.E.M un roe首次发现了不带药型罩的“门罗效应”以来,各国学者系统地研究了聚能装药(Shaped Charge)射流形成机理,并将其广泛应用在军事领域中,用来进行各种破坏作业(如大型桥梁、重点建筑物的破坏)。
在以工程建设为目的的爆破施工中,比如石油开采、硬土或冻土中快速穿孔等也被大量应用。
但是,作为聚能装药的重要组成部分,线型聚能装药在工程爆破中的应用较圆柱型聚能装药的应用还有较大的差距。
本文通过工程实例研究此器材在工程爆破中的应用,探讨其应用前景。
2 聚能射流切割原理及其应用概述聚能罩采用楔形罩的装药称为线型聚能装药(L SC),也称平面对称型聚能装药。
装药爆炸后,高温高压的爆轰产物沿装药空穴表面法线方向迅速散射。
由于空穴的影响,产物向轴线集聚形成一股高速高压气流。
如果存在金属药型罩,爆轰产物则以高达几十万大气压的压力作用于药型罩,将其压垮。
而后向对称轴闭合运动,并在对称平面内发生高速碰撞,药型罩内壁附近的金属在对称平面上挤出一块向着装药底部高速运动的融塑状态的高速片状金属射流,其头部速度最高可达7000m・s-1～8000m・s-1,温度升高至4000℃～5000℃。
金属射流与金属等靶板发生相互作用时,迫使靶板表面压力突然达到几百万大气压。
在高压作用下,靶板表面介质被排开,向侧表面堆积[1]。
线型聚能装药正是依靠这种片状的“聚能刀”,实现对金属等致密材料的切割。
线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟
线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟
杜学良;苟瑞君;候红霄;韩加宏
【期刊名称】《工程爆破》
【年(卷),期】2012(018)002
【摘要】利用相似理论分析了线型聚能切割器(LSCC)切割钢靶板过程的相似参数,建立了该钢靶板的相似率关系.在此基础上以文献[5]中的线型聚能切割器为计算模型,应用ANSYS/LS-DYNA3D软件对其进行模拟,通过与试验结果对比证明了模拟的正确性.然后对满足模拟比的聚能切割器切割靶板的过程进行了模拟,对比分析了其射流头部速度及侵彻深度.结果表明,相似率模型在线型聚能切割器切割靶板过程中是成立的.
【总页数】4页(P18-21)
【作者】杜学良;苟瑞君;候红霄;韩加宏
【作者单位】中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051;中北大学化工与环境学院,太原030051
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.3+33;TD235.4+7
【相关文献】
1.线型聚能切割器在不同连接角度下切割能力的研究 [J], 晏俊伟;龙源;唐献述;贺五一
2.线型聚能装药切割钢板过程的数值模拟 [J], 王淑玲;苟瑞君
3.线型聚能切割器水下切割钢板性能的数值模拟研究 [J], 潘书才;钟明寿;谢兴博;王敏
4.炸高对线型聚能切割器切割深度影响的数值分析 [J], 马海洋;龙源;何洋扬
5.起爆方式对线型聚能切割器性能影响的数值模拟研究 [J], 沈晓斌
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拐角型线型聚能装药爆炸成形及侵彻钢靶的实验与数值模拟研究
及两 种 方法 的结 合 Ａ Ｅ法 。对 于 一些 扭 曲不 太 严 Ｌ 重或 变形 不太 大 的动力 学 问题 ， 以采用 Ｌ ｇ ａ ｇ 可 ａ ｒｎ ｅ
结 合 数值 模 拟 ， 进行 了线 型 聚 能装 药 拐 角对 接 处 侵彻 能力 实验研究 。试验 采用 楔角 角 度为 １ ０ 的 ０。 大楔角 线型 聚能切 割器 ， 材料 为铅 锑合 金 ， 炸药采 用 Ｂ炸药 ， 起爆 方式 采用 一 侧点 起 爆 ， 高 为 ８ ｍ， 炸 ａ ｒ 靶 板 材质 为 Ａ３ ， 钢 试验 设置 如 图 １ 示 Ｅ 所 。
泛 应用 于爆 炸成形 问题 。 １ 线 型聚 能装药 拐角 对接处 侵彻 能 力 实验研究
了聚能装 药 （ 无罩 ） 的穿 甲作用 与 凹槽 形 状 以及许 多 其他 因素之 间 的关 系 。聚能装 药仅 是在 第二 次世 界 大 战期 间才得 到 了广泛 的实 际应用 。 苏联 学者 ［ 波 如 柯 罗夫 斯 基 （ Ｏ ｐＢＫ Ｐ 、 普 联 捷 夫 （Ｉ ｐＨ ｅ ） Ｈ ＫＯＣＨ１ 拉 ） Ｊ Ｂｅ％ Ｂ ａ 等人 ］ 这方 面有 着重 要的贡献 。 在 随 着 线 型 聚 能 切 割器 在 实 际工 程 中 的广 泛 应 用 ， 统线 型切 口已经不 能 满 足工 程 中更 广 泛 的 需 传 求。 本文 工程 背景 为如何 通过 拐角连 接方 法 ， 线 型 使 聚能 切 割器爆 炸后 形成 闭合缺 口。数 值计 算方 法 是 认识 与研究 聚 能射 流成 型及其 对靶 板侵 彻过程 的重 要手 段 ， 流成 型 及其 侵 彻 过程 在 力 学上 可 归结 为 射 弹塑 性流体 动 力学 问题 。对于 弹塑性 流体 动力 学 问 题 ， 值 计 算 方 法 可 分 为 Ｌ ｇａｇ 数 ａ ｒｎ ｅ法 、 ｕｅ Ｅ ｌｒ法 以
罩顶角对聚能切割器切割深度影响的数值模拟
线 型聚能切 割器的设计 中 ， 侵彻 能力作为其 主要 目标 。影 响侵彻能 力 的因素有许 多 ， 而药型罩作 为切割器 的核心部分 ， 它的材料 、 尺寸和 几 何形状等 的选择对侵 彻能力 有很 大的影 响。 通过数 值模拟和试验研究两种方法 相互 验证和指导来研究罩顶 角 对线型 聚能 切割器切割深度 的影 响， 合理地 建立切割器模型 ， 应用 ＡＮ — Ｓ ＳＬ — Ｎ Ｄ软件 对其进行数值模 拟。Ｌ — ＹＮ Ｙ ／Ｓ ＤＹ Ａ３ Ｓ Ｄ Ａ软件 提供 了多种 材料模型和状 态方 程 ， 功能齐全的输 入输 出模块适 用于爆炸 、 冲击和侵 彻等 问题 的数值 模拟计 算 。数值模 拟可 以对选材 和结 构进行优 化设 计， 减少试 验次数 ， 节省 大量的人力 、 物力和财力 并能 预言试 验效果 和 展现详细的动态过程 的数据 和图片。 在试 验 中， 采取 如下图 ｌ 的装配方 法 ， 顶角为 ７ 。 罩 ０ 。药 型罩和外 壳采用铅锑合金 ， 靶板采用 ５ ６ Ａ０ 铝合金 ， 爆方式为棱上同时起爆 。 起
１ ｉ ０２ｎ
ｏ
７ｏ Ｏ罩顶角 ８。 ０罩顶角 ９。 ０晕顶角
＿
ｌ。 ｏ 罩顶角 ｏ
罩摹 膏角 度
图 ３不同罩 顶角 的射流形成并侵彻靶板 的模拟 图像
时阿 ‘ ） １ ｍ
图４不同罩顶角形 成射流并侵彻靶 板过程 中射 流Biblioteka 部纵 向速度变化 图 叵姻
图２ 线性聚能装药的基本结构与参数 本文将对 在同一装药 条件 下 ， 分别为 ７ 。 ８ 。９ 。 １０ 罩顶角 的 Ｏ 、０ 、０ 和 ０ 。 聚能切 割器进行模 拟计算 ， 以研究罩顶 角 的大小 对聚能切割 器侵彻深 度的影响规律 ， 成对 比并总结 规律 。 形 数值模拟 中材料及参数均与上述试 验的相同 ， 南于结构 的对称性 ， 采用 １２ ／ 纵截 面结构建模 。假设起爆方 式为棱上 同时起爆 ， 计算 中 ， 在 设置 多个起爆点 ， 这些点 同时起爆 ， 以实现棱上 同时起爆 的 目的 。考 虑到实 际情况 ， 性切 割器与靶板之间采用零炸高。 线
线型聚能装药射流形成及侵彻钢板的数值模拟
１ 建模 分析
ｆ ３９ ；ｌ ．９ｓ ｔ２ ．１８ ＝ ００
对 于炸药材 料采用高 能炸 药材料模 型和 Ｊ ＷＬ状态方 程描 述 ， Ｊ ＷＬ
状 态方程精确地描述了在爆炸驱动过程中爆轰气体产物的压力 、体积 、
能量特性 ， 状态方程的表达式 为： Ｊ ＷＬ
图 ３ 。
图 ３ 聚能装药 与钢靶相对位置示意图
数值模型 由炸药 、 药型罩 、 和靶板 四部 分组成 ． 中炸药 、 空气 其 药型
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科技慵报开发与经济
文章编号 ：０ ５ ６ ３ （ ０６ ２ — １１ ０ １０ — ０ ３ ２０ ） ３ ０ ８ － ２
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ ＩＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｃ—Ｅ ＨＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ Ｃ Ｎ ＭＹ
拟 ，通过其结果与现有实验结果进 行对比表明 Ｌ — Ｙ Ａ程序 可用于线型聚能词： 线型聚能装 药； 流； 射 数值模拟
中图分类号 ：Ｊ １．￣ Ｔ４ ０３４
文献标识码 ： Ａ
线型聚能装药是聚能装药 的一种 ， 其基本理论是从锥形聚能装药理 论 中引 申和扩充而来的 。线型 聚能装药起爆后 ， 金属罩在爆炸产物作用 下形成的高速金 属射 流 。 具有较强的切 割能力 ， 利用这种装药可 制成各 种爆炸切割器 。 用于切割金属和其他材料 。由于线型聚能的研究涉及到 炸药的爆轰 ， 材料 在高温 、 高压及 高应变率 下的大变形等复杂 的力学问 题， 这些一般都难 以用传统 的力学公式来描述 ， 所以人们对线型 聚能装 药的研究 以试验为主。随着计算机技术和数值分析方法的发展 ， 数值模 拟已经 成为一种研究聚能装药理论 的重要方法。在程序方面有 Ｅ Ｉ一 ， ＰＣ ３ 拉格朗 日 型显示流体代码 Ｅ Ｉ９ ，欧拉型流体码 Ｃ Ｍ，Ｕ Ｏ Ｙ 一 Ｄ ＰＣ ２ Ｔ Ａ ＴＤＮ２， ＡＴＤＮ３ Ｕ Ｏ Ｙ 一Ｄ等。本文将采用 Ｌ — Ｙ Ａ Ｄ软件对线 型聚能装 药射流 ＳＤ Ｎ ２ 形成及射流对钢板的切割进行数值模拟 。
线型聚能装药切割钢板过程的数值模拟
２．１ 聚 能装 药射流 刀形 成模 拟过 程
如 图３为 聚 能 装 药 射 流 刀 形 式 模 拟 过 程 ，ｔ＝６ ｓ
时，爆 轰 波传 播 到 炸药 边界 ，从外 壳 界 面处 不 断 地传 入
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第 ２３卷 第 ３期 （总 第 １０２期） Ｖｏ１．２３ Ｎｏ．３（ＳＵＭ Ｎｏ．１０２）
机 械 管 理 开 发
Ｍ ＥＣＨＡＮＩＣＡＬ Ｍ ＡＮＡＧＥＭ ＥＮＴ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭ ＥＮＴ
２００８年 ６月 Ｊｕｎ．２００８
线 型 聚能 装 药切 割钢板 过 程 的数 值模拟
装 药 的研 究 主要 以试验为 主 。但是 ，实验研 究会 消耗 大
量 的人力 物力 。随 着计算 机 技术 和数 值分 析方 法 的发
展，数 值模 拟 已经 成 为一 种 研究 ＹＳｋＬＳ—ＤＹＮＡ程序对 线型 聚能装
药射 流形 成及射 流对 钢板 的切割 进行 数值模 拟 …
介 质 ，整 个爆 炸 过 程 为 绝 热过 程 ；装 药 结
攀 刘ｌ／ 药型罩
构 为 严 格 的 面 对 称
结 构 ，起爆 方 式 为 棱
靶 板
上 同 时起 爆 ｆ即装 药 为线 起 爆 方 式１本 文
图 １ 聚 能 切 割 模 型 示 意 图
能 装 药 是 线 型 的 可 以 将
ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｏｔｈｅｒ ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｃｕｔｔｉ ｎ ｇ．
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｎｕｍｅａｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔ ｉｏｎ；Ｌｉｎｅａｒ ｓｈａｐｅｄ ｃｈａｒｇｅ；Ｊｅｔ
线 型 聚能装 药是 聚 能装 药 的一种 ，其 基本 理论 是从 锥形 聚能装 药理 论引 申和扩充 而来 的 。线型 聚能 装药 起 爆 后，金 属罩 在 爆炸 产物 作 用下 形 成 的高速 金 属射 流，具 有 较强 的切割 能 力 ，利 用 这种 装 药 可制 成 各 种爆
聚能切割索切割过程的数值仿真和试验研究
聚能切割索切割过程的数值仿真和试验研究作者：徐汉中梅新良张君发来源：《科学导报·学术》2019年第29期摘 ;要：本文采用数值仿真和试验的手段对聚能切割索切割金属靶板的过程进行了研究，仿真和试验结果证明：聚能切割索切割金属靶板的过程包括侵彻和拉断过程，拉断厚度最大占切割厚度的46%，切割过程仿真可指导工程设计。
关键词：聚能切割索;数值仿真;切割过程引言聚能切割索是最近发展起来的一种特殊切割技术，它是利用成型装药的爆轰来压垮金属药型罩形成高速的线型射流，能在瞬间切割各种金属或非金属材料。
聚能切割索具有结构简单、切割能力强、性能可靠的特点，在切割的过程中无飞片、破片现象，切缝规则，易于控制切割形状。
聚能切割索多用在常规机械工业手段（如锯切、车削、气割等）无法实施安全作业的特殊环境中，如运载火箭的级间分离装置[1]、飞机救生系统[2-4]、核设施的拆除[5]、海底沉船的切割打捞、地下或水下石油井架的切割拆除[6]等。
聚能切割索切割金属靶板主要依靠金属射流对靶板的侵彻作用。
射流侵彻过程通常分为三个阶段[7]：（1）开坑阶段，侵彻初始阶段，从射流头部撞击静止靶板开始，到射流在靶板建立稳定的三高区（高温、高压、高应变率）为止;（2）准定常阶段，此阶段碰撞点处的压力比较小，射流能量分布变化缓慢，侵彻参数变化不大，侵彻孔径变化也不大，基本与侵彻时间无关;（3）终止阶段，射流速度降低，靶板强度的作用越来越明显，射流的侵彻速度減慢，扩孔能力降低，前面的射流残渣影响了后续射流与靶板材料的直接接触，这导致了射流侵彻能力的减弱，此外射流在侵彻的后期产生颈缩和断裂，对侵彻过程产生不利影响。
目前，大量的研究聚焦在聚能切割索工作时射流的侵彻过程，但是聚能切割索在工程应用时并没有要求完全侵彻靶板，允许一部分靶板被金属射流拉断。
这样能够降低聚能切割索的线密度，减小其工作时产生的冲击对系统的影响。
1 ;有限元模型1.1物理模型2 ;数值仿真计算结果与分析本文主要仿真计算了一种聚能切割索对不同厚度铝靶板的切割过程（包括侵彻和拉断）。
线型聚能射流速度参数的试验及数值模拟研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｍ ｅ ｉａ ｉ ｕａ ｉｎ Ｓ ｕ ｙＯ ｌ ｐ ｒｍ ｎ ｄＮｕ ａ ｒｃ ｌ ｍ ｌｔ ｔ ｄ ｌ Ｓ ｏ Ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｆＬ Ｃ ｅ ｅ ｏ ｔ ａ ａ ｔ ｒ Ｓ Ｊ ｔ ｌｅｒ ｏ Ｖ ｙ
Ｌ －ｈｕ １Ｙｕ ｃ ｎ・ ＷＵ ｅ ｇ ｆｎｇ Ｔｎ－ ａ ．ＸＩ Ｗｎ－ ｕ ， Ａ ｉ ｏ ＳＨＥ Ｗ ｅ ｇ Ｎ ｉ
及 数值 模拟 研 究
李裕春，吴腾芳，夏卫 国，沈蔚
（ 解放军理工大学工程兵工程 学院，江苏 南京 ．２ ０ ０ ） １０ ７
摘 要：本文采用 Ｄ Ａ Ｄ 程序对射流 自由飞行段进行数值模拟 ．将模拟所得的射流头部速度值与现有的 ＹＮ ２
试验结果进行 了对比．数值结果与试 验结果较 为吻台 。 关键词：线型聚能装药：数值模拟 自由飞行 ：聚能射流 中田分类号：Ｔ ２ ５ Ｄ ３． ３ 文献标 识码 ：Ａ
能装药从 ２ 世纪 ６ 年代 开始 就被广泛应用于宇航 ０ ０
和 军 事 领 域 ， 如 导 弹 和 航 天 飞 机 中
收稿 １期：２ ０ － ２ ０ ３ ０１１－４
１：李裕春 （９ ４ ）．男．博士研究生，主要从事爆破｛ 材应用研究 。 １７－ ｝ ｛ ｝
等人 首次系统地 阐述 了聚能装 药射流形 成的 定常 理论。后来，Ｐ ｇ 等人对这种定常理论 （ ｕｈ 包括射流
速度梯度 理论 ） 进行 了改进 。由于二战的刺激．聚 能装药的研究获得 了惊人 的进 展，聚能装药应 用于 火 箭筒和其它 武器装备 。聚 能装药理论在 ２ ０世纪 ５ 年代继续发展 ， ０ 人们对于认识与聚能射 流有 关的 现 象取得 了巨大的进展 ． 使用 改进 的闪光 ｘ射线照 相技术来观察射流过程 ，发展 了分析模型。线 型聚
聚能射流侵彻过程的相似律及其在数值仿真中的应用
ＶｏＩ７ Ｎｏ． ＿ １ Ｆｅ ｂ． ２ ０８ ０
０ ２月
文章 编号 ：６ １ ２ （０ ８ Ｏ －０ ９０ １７ ４２ ９ ２ ０ ） １ ２ － ０ ５
聚 能 射 流 侵 彻过 程 的 相似 律 及 其在 数值仿真 中的应用
陶为俊 ， 风 雷２，浣 石 黄
（ ．广 州 大 学 工程 抗 震 研究 中 心 ， 东 ， 州 １ 广 ５０ ０ ； １４ ５
收 稿 Ｅ期 ： ０ ７—０ ｔ ２０ ６—１ ０； 修 回 １期 ： ０ ７—０ ０ ５ １ ２０ ７— ２ 作 者简 介 ：陶 为 俊 （９ １一 ） 男 ， 士 研 究 生 ， １８ ， 硕 主要 从 事 冲击 动 力 学 研 究
通 讯 作者
聚能射流模型如图 １ 所示， 根据相似理论， 影响聚能射
聚能射流侵彻过程的相似律及其在数值仿真中的应用
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第 ７卷 第 １ 期
２ ０８ 正 ０
广州 大学 学报 （ 自然 科学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｕ ｎｚｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ａｇｈｕＵ ｉ ｒｉ （ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄ ｉ Ｇ ｖ ｔ ｕ ｅ ｔｎ
第 ７卷
ｏ 盯 ， Ｌ 争Ｐ ， ， Ｊ ㈩ ， ｃ专 ｔ — Ｌ ， ｌ ｊ ， ， ｅ Ｌ ，
／ Ｐ — ■
如果两种模型采用了相同种类的炸药、 装药密度相 同， 聚能罩和靶板的材料相同， 聚能罩锥角 以及弹 一 靶 的相对位形倾角 均相同．那么，２ 和（ ） （ ） ３ 式可简化为
厚的相似误差只有 ２ 满足相似律．在文献［ ］ １７ ％， １ 中：９４
１ 理 论 分 析
年， 高举贤等又用装药半径为 ４，０８ ｍ３ ０５ ， ｍ 种试验弹， ０ 做
线性聚能装药结构的数值仿真优化
线性聚能装药结构的数值仿真优化王克波;郑宇【摘要】The simulations on the penetration performance of linear shaped charge with the hatch of 50mm into steel target were carried out With LS-DYNA software. Based on the multiple orthogonal optimization, three tapered shaped structure was chosen as charge structure. With the optimized configuration, the phenomenon of jet during penetration process disappeared in the simulation, and the penetration depth is more than 2 times of the generatrix's length.%以药型罩开口50mm为例,利用LS—DYNA对线性聚能装药侵彻钢板的性能进行了数值模拟,通过对装药结构多次正交优化,得到的最终设计方案为三锥形外锥的药型罩,并得到了对应的装药结构,使数值仿真的侵彻过程中射流没有拉断现象,侵彻效果超过了药型罩母线长度的2倍以上(药型罩开口的1.5倍以上).【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2012(029)002【总页数】5页(P99-103)【关键词】聚能装药;数值模拟;正交设计【作者】王克波;郑宇【作者单位】山东北方民爆器材有限公司,淄博255208;南京理工大学国防重点学科实验室,南京210094【正文语种】中文【中图分类】O242.1;TJ410.3线性聚能装药是从锥形聚能装药理论引申而来的，主要用于切割金属材料，它具有高速、高效、操作方便、不受环境限制的特点，其优越性非普通切割方法所比。
金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究
金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究近年来，随着科学技术的不断发展和工业生产的不断进步，金属材料在各个领域的应用越来越广泛。
然而，在金属材料的切削加工过程中，传统的切削方法面临着效率低、精度差等问题。
为了解决这些问题，金属型材线型聚能爆炸切割技术应运而生。
为了研究金属型材线型聚能爆炸切割的切割效果以及爆炸参数对切割效果的影响，需要进行试验与数值模拟研究。
首先，在试验研究方面，可以选择不同种类的金属材料，如钢材、铝材等，进行金属型材线型聚能爆炸切割试验。
在试验过程中，可以调节植入炸药的数量和位置、爆炸药物的种类和量以及其他相关参数，观察切割效果，并记录切割时间、切割质量等数据。
通过对不同试验条件下的切割效果进行对比分析，可以得到金属型材线型聚能爆炸切割的最佳参数。
其次，在数值模拟研究方面，可以利用计算流体力学（CFD）方法对金属型材线型聚能爆炸切割过程进行数值模拟。
通过建立准确的数学模型，输入试验中所使用的爆炸参数和金属材料的性质参数，模拟计算出切割过程中的温度场、流场和应力场等信息。
基于这些模拟结果，可以深入分析爆炸能量的传递和转化过程，揭示金属型材线型聚能爆炸切割的物理本质。
最后，将试验研究和数值模拟研究相结合，可以得到更加全面和准确的研究结果。
通过比较试验结果与数值模拟结果的吻合程度，可以验证数值模型的可行性和准确性，并优化模型参数以提高模拟效果。
同时，还可以利用数值模拟研究结果对爆炸切割过程进行深入分析，提出改进和优化的建议。
综上所述，金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究是深入探索金属材料切割技术的重要途径。
通过这种研究方法，可以获得对金属型材线型聚能爆炸切割的深入认识，为金属材料切割工艺的改进和优化提供科学依据。
水下线形聚能装药切割钢靶的数值模拟及试验验证
Ｋｅ ｒ ｓ ｘ ｌｓｏ ｃ ａ ｉｓ ｌ ｅ ｒｓ ａ ｅ ｈ ｒ ｅ ｎ ｅ ｔｒ ｅ ｅｒ ｔ ｎ； ｕ ｒｃｌｓｍｕａｉｎ； ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｐｏ ｉｎｍｅ ｈ ｎｃ ； ｉ ａ ｈ ｐ ｄｃ ａｇ ；ｕ ｄ ｒｗａｅ ；ｐ ｎ ｔａｉ ｎ ｏ ｎ ｍｅｉａ ｉ ｌｔ ｏ ＡＮＳ ／ ＹＳ
ｎｕｍ ｅ ｉａ ｌ ｉ ｕｌｔ ｄ ｏ ｈｅ ｌｎｅ ｒ ｓ ｐ ｄ ｃ ａ ｇ ｓ ｗ ｉｈ ｆｅ ｅ ｔ ｕｃｕｒ ｓ． Ｔｈｅ ｄ ｆｅｒ ｎｔｓ ｒ ｃ ｕｒ ｕｔｅ ｓ ｗ ｅ ｅ ｒｃ ｌｙ ｓｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｈａ ｅ ｈ ｒ ｅ ｔ ｄｉｆ ｒ ｎｔｓ ｒ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｔ ｕ ｔ ｅ ｃ ｔ ｒ ｒ ｄｅ ｉｎｅ ｎ ｈ ｅ ｉｙ ｎ ｘｐ ｒｍ ｅ ｓ ｏ ｈｅ ｃ ｔ ｅ ｕｔｉ ｇ ｓ ｅ ｌｔ ｒ ｅ ｗｅ ｅ ｃ ｒ ｉｄ ｏ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｓｇ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｖ ｒｆ ｉ ｇ ｅ ｅ ｉ ｎｔ ｆ ｔ ｕ ｔ ｒｃ ｔｎ ｔ ｅ ａ ｇ ｔ ｒ ａ ｒｅ ｕｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｕｍ ｅ ｉａ ｒｃ ｌ
王 宝兴 ，谷 鸿 平 ，屈 碌林 高 强 ， ，袁 铁 刚
（ ． 方 斯 伦 贝 谢 油 田技 术 （ 安 ） 限 公 司 ；． 安 近代 化学 研 究 所 ，陕 西 西 安 ７ ０ ６ ） １北 西 有 ２西 １０５ 摘 要 ： 用 Ａ Ｙｓ Ｌ — ＹＮ 软 件 对 不 同结 构 线 形 聚 能 装 药 所 形 成 的聚 能 侵 彻 体 及 切 割 钢 靶 过 程 进 行 了数 值 应 Ｎｓ ／ ｓＤ Ａ 模拟 。基 于 数 值 模 拟 设计 了不 同结 构 的线 形 聚 能 切 割 器 ， 行 了 切 割器 切 割 钢 靶 的验 证 试 验 。结 果表 明 ， 水 介 质 进 在 中 ， 炸 高 的 增 加 侵 彻 体 头 部 速 度 衰 减 加 快 ， 割 能 力 下 降 ； 彻 体 切 割 深 度 沿装 药 长 度 方 向呈 增 长 趋 势 ， 装 药 随 切 侵 随 长度 的增 加 将 逐 步 达 到稳 定 状 态 。 关键 词 ： 炸 力 学 ； 形 聚能 装 药 ； 彻 ； 爆 线 侵 数值 模 拟 ； Ｎｓ ｓ Ｌ — ＹＮ 软 件 Ａ Ｙ ／ｓＤ Ａ
线性聚能切割器销毁大口径弹药的数值模拟
线性聚能切割器销毁大口径弹药的数值模拟郑军强;黄寅生;李龙宝;李瑞;郭芬芬【期刊名称】《四川兵工学报》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】利用聚能射流冲击起爆报废弹药具有传统销毁方式无可比拟的优势，但销毁过程涉及炸药爆炸、高速侵彻、冲击起爆等极端非线性条件，实验手段比较单一，参数获取比较困难；使用 LS - DYNA 有限元软件，采用流固耦合算法和三项式点火增长模型，对线性聚能射流销毁外径为155 mm、弹壳厚度为2.58 mm、内部装药为 B 炸药某型弹药的过程进行了数值模拟，数值模拟结果与理论计算和实际情况吻合较好，为聚能切割器的设计和销毁过程的研究提供了参考和借鉴。
【总页数】6页(P69-74)【作者】郑军强;黄寅生;李龙宝;李瑞;郭芬芬【作者单位】南京理工大学化工学院，南京 210094; 中国人民解放军 77156 部队，四川乐山 614000;南京理工大学化工学院，南京 210094;中国人民解放军77156 部队，四川乐山 614000;南京理工大学化工学院，南京 210094;南京理工大学化工学院，南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TJ089【相关文献】1.销毁大口径弹药用线性切割器的设计 [J], 商健;顾文彬2.薄壳工程弹药聚能射流销毁技术 [J], 郭方;龙源;郭涛;范勇;孙杰3.线性聚能切割器切割钢索的试验研究及数值模拟 [J], 林加剑;沈兆武;任辉启;樊自建4.乳化炸药线型切割器对薄壳弹药销毁效果的数值模拟研究 [J], 王敏;龙源;钟明寿;谢兴博5.便携式非接触聚能射流引爆器销毁废旧弹药 [J], 郗文博;同剑;赵云涛;李锐;周明;韩魏勐;门媛媛;李万全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种截顶线性聚能装药射流特性的数值模拟
一种截顶线性聚能装药射流特性的数值模拟关荣;张树海;李启发;苟瑞君;陈亚红【摘要】To achieve the linear shaped charge jet with better characteristics, a truncated linear liner with rectangular auxiliary liner charge structure was designed.Six new charge structures and the traditional charge structure were simulated and calculated by the ANSYS/LS-DYNA 3D finite element program.The effect of rectangular auxiliary liner width and truncated gap length on the linear jet characteristics was analyzed.The results show that the maxium velocity of linear jet head formed by this new structure is overall higher than traditional linear shaped charge jet;and the linear jet shape is longer and thinner, the slug is relatively small, and the quality utilization rate of liner is higher.In the six sets of schemes, when the rectangular auxiliary liner width is 1.0cm and truncated gap is 0.4cm, the velocity of linear jet head formed by this structure is the maximum of3.58km/s with better continuity,maximum effective width.%为了得到特性更好的线性聚能射流,设计了一种截顶线性药型罩加矩形辅助药型罩的新型装药结构,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元程序对6组新型装药结构及传统装药结构进行了模拟计算,分析了矩形辅助药型罩宽度和截顶间隙长度对线性射流特性的影响.结果表明,该新型结构形成的线性射流的头部最大速度总体较传统线性聚能射流高,形成的线性射流形态更细更长,并且杵体相对较少,药型罩质量利用率较高.在6组方案中,矩形辅助药型罩宽度为1.0cm、截顶间隙为0.4cm时,该结构形成的线性聚能射流头部速度最大,为3.58km/s,连续性较好,有效宽度最大.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2017(040)003【总页数】5页(P80-84)【关键词】线性聚能装药;辅助药型罩;截顶;射流;数值模拟【作者】关荣;张树海;李启发;苟瑞君;陈亚红【作者单位】中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;山西省公安厅治安总队,山西太原 030001;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051;中北大学化工与环境学院,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TJ55;TJ410.3+33聚能装药技术的研究及其在爆破工程中的应用已取得了较快发展。
线性聚能装药切割钢靶的数值模拟
引 言
线 性 聚 能装 药 的结 构呈 面 对 称 ，射流 形 状 呈 薄 片状 ，具有 较好 的贯 穿能力 ｌ ＿】］。以前对 线性 聚能 装药 的研 究 主要 以试 验 为 主 ，因 为该 内容 所涉 及 的 过程 通常用 流体 力学 和 弹塑性 动 力学 模 型来 描述 ［２ ，根 据情况 采用 一维 或多 维空 间 ，综 合化 学反 应方 程 、反 应效 率方 程 、热 传导 方程 和材料 本 构关 系等 ，成 为包 含 有线 性 和非 线 性 偏 微 分方 程 、微 分 方 程 、积 分 方 程 、泛 函数及 代数方 程 的一个 封 闭方程 组 ，根 据具 体 情况有 不 同的初始 条件 和边 界条 件 。这些方 程 只有
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：ｉ００７—７８１２（２００６）０３—００７７—０４
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｔｅｅｌ Ｓｌａｂ ｂｙ ａ Ｌｉｎｅａｒ Ｓｈａｐｅｄ Ｃｈａｒｇｅ
Ｗ Ｕ Ｓｈｕｏ， ＹＡＮＧ Ｑｉｎｇ ｗｅｎ，ＹＡＮＧ ＹＵ—ｌｉｎ， Ｉ ＩＵ Ｐｅｎｇ （Ａｒｔｉｌｌｅｒｙ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ ＰＬＡ ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
理 。经 过 计 算 ，得 到 了线 性 聚 能 装 药 爆 轰 波 的 传 播 过 程 、射 流 形 成 过 程 以 及 钢 靶 切 割 过 程 的 ３Ｄ 模 拟 结 果 ，用 ＬＳ—
ＲＥＰＯＳＴ软件也得 到了射 流头部 压力、速度和加速度变化 曲线 。将数值模拟和计算结果进行对 比，结果令人满意 、
可 信 ，３Ｄ 数 值 模 拟 较 以前 的 ２Ｄ 模 拟 更 形 象 逼 真 ，显 示 了 ＡＬＥ算 法解 决 此 类 问题 的 优 越 性 。
基于ANSYS／LS-DYNA聚能射流侵彻靶板的数值模拟
线 型聚 能 装 药（Ｓ ） Ｌ Ｃ 也称 平 面对 称 型 聚 能装 药 ，药型 罩呈楔 形 。炸药爆 炸 后 ，高温 高压 的爆 轰产 物 向装 药 空穴表 面法 线方 向迅速传 播 ，由于 空穴 的缘故 ，产 物 向轴线集 聚 并形成 一股 高速高 压 的气流 ， 以高达几 十万 大气压 的压 力作 用于药
图３ 线 性 聚 能 装 药 的基 本 结 构 与 参 数
平 面发 生碰 撞 ，形成 高速 的金 属射 流和 速度 相对
Ｉ ． 橡皮护套 ；２切割索；３靶板 ． ．
较低 的杵 。随着 药 型罩被 持续 压垮 ，射 流质 量和
能量 不 断流入 ， 流 头部也 不 断加速 直至最 大 【。 射 ４ Ｊ 由于 杵和 射流 头 部 的速 度 不 同，射 流在运 动 过程 逐渐 拉伸 并产 生 断流 。之 后 随着 射 流质 量和 能量
型罩 ，将其 压垮 。而 后 向对 称轴 闭合运 动 ，并在
对称轴发生高速碰撞，药型罩内壁附近 的金属在 对称平 面上 挤 出一块 向着装 药底 部高速 运动 片状 金属射 流 。当射 流与 靶板作 用 时 ，迫使 靶板 表面 压力 突然达 到几 百万 大气压 。在 高压作 用下 ，靶
板表面 介质 被排 开 ， 向侧面 积堆 积 。线 型聚 能装 药正 是依据 这种 片状 的“ 能刀” 聚 ，实现 对靶板 的 切割 。通过 数值 模拟 和试验 两种 方法相 互验 证和 指导来研 究 线型 聚能切 割器 切割靶 板 ，合理地 建 立切割 器模 型 ，应用Ａ ＹＳＬ ． ＮＡ３ ＮＳ ／ＳＤＹ Ｄ软件 对 其 进行 数值模 拟 。
机电技术
２ｌ年ｌ 月 ０１ Ｏ
基 于 Ａ Ｓ ／ ＳＤ Ｎ Ｎ ＹＳＬ ． Ｙ Ａ聚能射流侵彻靶板 的数值模拟
三种聚能装药结构侵彻靶板的数值模拟
ｐ ， ， Ｓ 岛 国
克、 反舰 、 地 和 反机 场 跑 道 战 斗 部 中得 到 了广 泛 应 钻
用 。各 种结 构 形 式 的聚 能 装药 不 断 出现 ， 因此 ， 属 金 聚 能 装 药射 流 成 型 及 其 对 靶 板 的作 用 研 究 也 越 来 越
重 要 。例如 美 国 的改 陶 式 反 坦克 导 弹就 运 用 了双 锥 药 型罩 。本 文 对等 壁厚 单 锥药 型 罩 、 双锥 药 型 罩球 缺 和 圆锥组 合 罩 三 种 结 构所 形 成 的射 流 对 靶 板 作 用进
行数 值模 拟 。
１ 有 限元模 型
８９ ．３
４ ７ ７．
１ ， 高 为 ２ ０ｌｍ。为 了便 于 对 比 ， ．炸 ５ ４ ｌ ｌ 双锥 上 锥 角 小 于单 锥角 ， 单锥 角 小 于双 锥下 锥 角ｏ，。为 了充分 ： ／ 川 考核 聚能 射流 的侵彻 能力 ， 板厚 度取 为 ４ ０Ｉ 靶 ６ ｎ。在 ｎ
采用气体状态方程模拟 ：
但是 ， 大 炸 高 情 况 下 ， 流 的尾 部容 易 断 裂 ， 响射 流 的侵 彻 效 果 。 在 射 影
【 关键词 】 单锥罩 ； 双锥 罩； 侵彻 ； 数值模拟
【 中图分类号】 Ｔ４０ ３ Ｊ １．３ ３ ０ 引 言
【 文献标识码 】 Ａ
【 文章编号】 １０—７Ｘ ２１ ）６０６— ３ ０３ ７３ （０００～０５ ０
中爆轰气体产物的压力 、 体积 、 能量特． ， 性 表达式为 ：
ｐＡ一 ＝（ １
如表 １ 。
＋（ 南 ］Ｗ等－１ Ｂ一 ｅ － （ １ －４ ） Ｒ－
即 ， ， 和 为输人 参数 。炸 药 的基 本材 料参 数 Ｂ， ， 。
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ｌ ， ， ｔ ｔＣ ， ， Ｈ， Ｔ ， ｆ Ｅ ， ，ｔ ｔＺ ， Ｄ 盯
纲形 式 ：
Ｄｅ Ｚｅ Ｚｓ
， ，
ｆ
深 度误差 进行 了拟合 来验 证相 似律 在线 型聚 能切 割
器 （ Ｓ Ｃ 中是否成 立 。 ＬＣ ）
取 Ｚ 、 和 ｐ 作为 基本 量 ， 式 （ ） 写成 无 量 把 １改
影 响 因素有 ２ 个 ， ０ 由于线 型 聚能切割 器切 割靶 板 的 威 力 通 常 由侵 彻 深 度 Ｐ 来 表 示 ， 据 量 纲 相 似 理 根 论 ， 彻深 度 Ｐ应该 是 上述 ２ 侵 ０个参 数 的 函数 ， ： 即
Ｐ一 厂 １ Ｄ，ｅ ｓ ｓ ｓ ， ｃ， （ 』 ０ ｅ ， ， ， ， ， ＼ １ ，， ｚ ｚ ＰＥ ｅ ｖ ）
为主 。随着 计算 机 技术 和数 值 分 析 方 法 的发 展 ， 数
值 模拟 逐渐 成为研 究 聚能装 药 的一 种重 要方 法 。 对 于 同 一 几何 形 状 相 似 的装 药 存 在 着 线 性 关 系 ， 种装 药是 另一 种 装 药放 大 １个 线 性 因子 比例 某 的结果 ， 这两 个 装 药 的几 何 形 状 是 相 似 的 。 自法 则
ｗｈｃ ａ ｉｆｅ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｔｏ ｐ ｎ ｔａ ｉｇ ｓｅ ｌｔ ｒ ｅ ｓｓｍｕａ ｅ ｉｈ ｓ ｔｓｉｄ ｔ ｅｓｍｕａ ｉ ａ ｉ ｅ ｅｒ ｔｎ ｔ ｅ ａ ｇ ｔｗａ ｉ ｌｔｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｅ ｅ ｄ ａ ｄ ｏ ｎ ｈ ｐ ｅ ｆｊｔｈ ａ ｎ
部 速 度和侵 彻深 度是 否满 足 模 拟 比； 后对 满 足 几 最 何 相 似率 而相似 比不 同 的模 型 进 行 了模 拟 ， 侵 彻 对
弹一 相对 位形 的主 要影 响 因素 有 炸高 Ｈ 和倾 靶
角 。 ２ ２ 侵 彻 相 似 率 ．
综 上 所述 ， 线性 聚 能 射 流侵 彻靶 板 过 程 中 主要
第 １ ８卷 第 ２期 ２ ０ １ ２年 ６月
工 程 爆 破
ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＢＬＡＳＴＩ ＮＧ
Ｖｏ１ １ ． ８，ＮＯ ２ ．
Ｊ ｎ ２ ２ ｕｅ ０１
文章 编 号 ：１ ０ — ７ ５ （ ０ ２ ０ —０ １ —０ ０ ６ ０ １２ １ ）２ ０ ８ ４
ｓｍｕｌ ｔｏｎ ｒ ｓ ｔ ｒ ｏ ｄ ｔ ｏｒ ｅ ｔ ｂｙ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ ｔ ． Ｔｈｅ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｉ ａ ｉ ｅ ｕｌｓ ｗｅ ｅ ｐｒ ｖｅ ｏ ｂｅ ｃ ｒ ｃ ｏ ｒｓ ｎ ｗｉｈ ｔ ｓ ｅ ｕｌｓ ｎ ｔ ｒ ｃ ｓ ｆ ＬＳＣＣ
器切割靶板过程中是成立的。
关键 词 ： 线型聚能切割器 ；靶板 ； 量纲理论 ；相似率 ； 数值模拟
中 图 分类 号 ： Ｊ １． ３ ； Ｄ ３ ． ７ Ｔ４０ ３ ３ Ｔ ２５４
文 献标 识 码 ：Ａ
Ｎ Ｕ Ｍ ＥＲＩ ＣＡ Ｌ Ｍ Ｕ ＬＡＴ Ｉ ＳＩ ＯＮ ＯＦ Ｎ ＡＬＯ ＧＵ Ｅ Ａ ＲＵ ＬＥ Ｎ Ｈ Ｅ Ｉ Ｔ ＰＲＯＣＥＳＳ ＯＦ Ｎ ＥＡ Ｒ ＬＩ ＳＨ Ａ ＰＥＤ ＣＨ Ａ ＲＧ Ｅ ＣＵ ＴＴ ＥＲ ＰＥＮＥＴ ＲＡ ＴＩ Ｇ Ｈ Ｔ ＡＲＧＥＴ Ｎ Ｔ Ｅ ＰＬＡ Ｔ Ｅ
Ｄ己 Ｘｕ —ｉｎ ， ｅｌａ ｇ，ＧＯＵ ｉｊ ｎ，Ｈ ＯＵ ｏ ｇ ｘ ａ Ｈ Ａ Ｎ ｉ — ｏ ｇ Ｒｕ— ｕ Ｈ ｎ — ｉ ｏ， Ｊ ａｈ ｎ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｓ ｈ ｏ ｈ ｍｉａ ｇｉ ｅｒｎ ｎ ｖ ｒ ｎ ｎ ，Ｎｏ ｔ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｃｈ ｎ ｏ ｒｈ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉ ａ，
ｓｍ １ ａ ｉ ｉ ｌ ｔｏｎ 】
１ 引 言
线 型聚 能 装 药 （ Ｓ 也 称 平 面 对 称 型 聚 能 装 Ｌ Ｃ） 药 ， 型罩呈 楔形 。当 药 型罩 受 到 炸 药 爆 炸后 所 形 药 成 高温高 压 的爆轰 产 物 作 用 时 ， 内壁金 属 在 对 称 其 平 面挤 出一块 向装 药 底 部 高 速运 动 的金 属 射 流 ， 与
厶
Ｐ
一ｆｚ，ｓ ｌｅ ， Ｚ Ｈ＼
—
．
’’ ｝
聚能装 药 爆 轰 时 ， 药对 药 型罩 的作 用 主要 与 装 爆轰 波参数 、 轰 后期 产 物 及 装 药量 有关 。爆 轰 波 爆
参数 主要有 压力 Ｐ 、 ｄ 密度 、 质点运 动速 度 Ｕ 、 声
作 者 简 介 ： 学 良 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 要从 事 兵器 安 全工 程 。 杜 在 主
杜 学 良等 ： 型 聚能 切 割 器切 割靶 板 过 程 相 似 率 的 数 值 模 拟 线
・１ ・ ９
国 Ｂ ｒｒｎ ｅｔａ ｄＪ在 １ ４ ８ ８年 建立 了相 似第 １定理 以来 ， 相 似 律 一 直 被 补 充 和 完 善 ，并 得 到 广 泛 的 应 用 ，
同， 则式 （ ） ２ 和式 （ ） ３ 可简化 为 ：
图 １ 聚 能 射 流 侵 彻 靶 板 模 型
Ｆｇ １ Ｓ ｅｃ ｆｓ ａ ｅ ｈ ｒ ｅｊｔｍｏ ｅ ｉ． ｋ ｔｈ ｏ ｈ ｐ ｄ ｃ ａ ｇ ｅ ｄ ｌ
一
豢， ，卜 Ｊ ’ Ｃ ７ ＋ ’ Ｈ ｆ ｌ
（ ４ ） （ ５ ）
ｏ’｜ ’ ” ７ ｔ ｔ ｄ ＿ｔ ｔ ｏ ｔ ｜ ’ ６ ’ 。
ｐ ｔ
Байду номын сангаас如果 另一 模 型也满 足式 （ ）即 ： ２，
Ｉ Ｄ
’
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Ｐ 一－ ， ， ｛ Ｉ
Ｃ
ｐ
． Ｄ
， Ｅ
—— 广
— ；＝， ａ ／ ｔ
ｔ
若 两模 型 的装 药 型 号 、 药 密 度 、 型 罩 、 壳 装 药 外 和 靶板 材料 、 型罩 锥 角 和 弹靶 相 对 位 形倾 角 均 相 药
线 型 聚 能切 割器 切 割 靶 板 过 程 相 似 率 的 数值 模 拟
杜 学 良 ，苟瑞 君 ，候 红 霄 ，韩 加 宏
（ 中北 大学化 工 与环境 学 院 ， 太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
摘 要 ：利用相 似理论分析 ｌ线型聚能切割器（ Ｓ Ｃ） 『 Ｌ Ｃ 切割钢靶 板过程 的相似参数 ， 立了该钢 靶板 建
的相 似 率 关 系 。在 此 基础 上 以文 献 ［ ］ 的线 型 聚 能 切 割 器 为 计算 模 型 ， 用 ＡＮＳ ／ － ５中 应 ＹＳ Ｉ ＤＹＮＡ Ｄ 软 Ｓ ３
件 对 其 进 行 模 拟 ， 过 与 试验 结 果 对 比 证 明 了模 拟 的 正确 性 。 然 后 对 满 足 模 拟 比 的 聚 能 切 割 器切 割 靶 通 板 的过 程 进 行 了模 拟 ， 比分 析 了其 射 流头 部 速 度 及 侵 彻 深 度 。 结 果 表 明 ， 似率 模 型在 线 型 聚 能 切 割 对 相
一厂 ， ， ＼ ｛ ’ ’ ｝ 』
若装 药 的特征 尺寸 、 药型 罩和外 壳 的特征 尺寸 、
炸高以及靶板 的特征尺寸， 均满足相似 比 等 一 ，
Ｚｓ
一
速Ｃ 和爆 速 Ｄ ， 。根据爆 轰理 论 ， 些参 数 又最 等 这 终可 由炸药 多方 指 数 ｙ 、 药 密 度 及 其 爆 速 Ｄ 装
收 稿 日期 ： ０ １ ０ —０ ２ １ ９ １
靶 板发 生作 用并对 其 进行切 割 。由于线 型聚能 装 药 涉及炸 药 的爆轰 ， 材料 在 高温 、 高压及 高 应变 率下 发 生大变 形 等复杂 的力 学 问题很 难用 传统 的力 学公 式 描述 ， 以前人 对线 型 聚 能 装 药 的研 究 主要 以试 验 所
ｔ ｅ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ｌ ｚ ｄ． Ｔｈｅ ｎ ｈ ｅ ｅ ｒ ｔｏｎ ｄ ｐ ｈ ｗ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ｎａ ｙ ｅ ｕｍ ｅ ｉａ ｅ ｕ ｔ ｎｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ａ ａ ｏ ｒｃ ｌｒ ｓ ｌｓ ｉ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｌ ｇｕｅ ｒ ｅ ｕｌ ｍ ｏ ｌｉ ｅ ｂ ｅ ｉ ｈｅ ｐｒ ｃ ｓ ＣＣ ｅ ｅ ｒ ｔｎｇ ｓ ｅ ｌｔ ｒ ｅ ． ｄｅ ｓ ｔ ｎａ ｌ ｎ ｔ ｏ ｅ ｓｏｆＬＳ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｔ ｅ ａ ｇ ｔ Ｋ ＥＹ ＯＲＤＳ： Ｌｉ ａ ｈ ｐｅ ｈ ｒ ｕｔｅ ； Ｔａ ｇｅ ａ ｅ；Ｄｉ ｅ ｉ ｎａ ｈｅ ｒ Ｗ ｎｅ ｒｓ ａ ｄ ｃ ａ ｇｅ ｃ ｔ ｒ ｒ ｔｐｌ ｔ ｍ ｎｓｏ ｌｔ ｏ ｙ； Ａ ｎ ｌ ｇｕｅｒ ｌ Ｎ ｕｍ ｅ ｉａ ａｏ ｕ ｅ； ｒｃ ｌ
ｔ ｂ ｉｈ ｄ ａ ｌ ｅ ．Ｔｈ ｄ １ ｆＬＳ ｎ ｔ ｅｌ ｅ ａ ｕ ｅ５ ｗａ ｉ ｌｔ ｄｗｉｈ ＡＮＳ ／ Ｓ ＤＹＮＡ ｏ ｔ ｒ ｎ ｈ ｓ ｅｍｏ ｅ ＣＣ ｉ ｈ ｉ ｒ ｔ ｒ ｓｓｍｕ ａｅ ｔ ｏ ｔ ＹＳ Ｌ — ｓ ｆｗａｅａ ｄ ｔ ｅ
２ 理 论 分 析
２ １ 相 似 理 论 分 析 ．
Ｐ
— 一
，
，
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，
ｒ
／ ＼ ／
Ｃ Ｅ Ｃ Ｈ
Ｊ
（） ２
根 据相 似 理 论 ， 响 聚能 射流 的参 数 主要 来 自 影 ３个方 面∞ ： ①聚 能装药 （ 括 炸药 、 壳 及药 型 罩 ） 包 外 的特 征参 数 ； 靶 板 的 特征 参 数 ； 弹一 的相 对 位 ② ③ 靶 形 的特 征参 数 。聚能切 割器切 割靶 板模 型见 图 １ 。
服强 度 和靶 板的特 征 尺寸 Ｚ 包 括 靶板 的长 度 、 （ 宽 度和厚 度 ） 。