药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响

第 3 3卷第 4期 2 0 1 3年 8月

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V0 I . 3 3 No . 4Au g 2 01 3

J o u r n a l o f P r o j e c t i l e s,Ro c k e t s,Mi s s i l e s a n d G u i d a n c e

药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响周鹏，李如江，方志坚，王建波( 1中北大学化工与环境学院，太原 0 3 0 0 5 1; 2中国兵器工业第 5 2研究所，山东烟台 2 9 0 0 1 4 ) 摘要：针对线型聚能装药制造过程中常见的药型罩和药柱不同轴情况，采用侵彻试验，结合有限元软件对非对称线型聚能装药射流的形成和侵彻进行了三维数值模拟。研究结果显示对于此结构和尺寸的线型聚能装药，当药型罩轴线与装药轴线偏移距离为 1 m m时，侵彻宽度增加了 1 2%,侵彻深度相比对称情况降低了约 5 8%。当药型罩与聚能装药的偏离距离为 1 mm,且同时存在 5。的夹角时，射流侵彻形成三个主体切槽。开坑宽度为 1 7 . 4 m m,侵彻深度比对称情况降低了 7 4%。随着药型罩和装药不对称程度的增加，射流在靶板上的侵彻宽度以及侵彻中心偏移装药轴线的距离增加，穿深降低。 关键词：爆炸力学；线型聚能装药；不对称；射流；侵彻中图分类号： 03 8 5; T J 4 1 0 . 3 3 3 文献标志码： A

The Ef fe c t o f As y mm e t r y b e t we e n Li n e r a n d Ch a r g e o n t h e Pe n e t r a t i o n

P e r f o r ma n c e o f Li n e a r S h a p e d Ch a r g e J e tZ HOU P e n g , L I R u j i a n g, F AN G Z h i j i a n , WANG J i a n b o ( 1 S c h o o l o f C h e mi c a l E n g i n e e r i n g a n d En v i r o n me n t,No A h U n i v e r s i t y o f C h i n a,T a i y u a n 0 3 0 0 5 1, C h i n a; 2 N o . 5

2 Re s e a r c h I n s t i t u t e o f C h i n a Or d n a n c e I n d u s t r i e s,S h a n d o n g Y a n t a i 2 6 4 0 0 3, Ch i n a ) Ab s t r a c t: T h e a s y mme t r i c l i n e a r s h a p e d c h a r g e s( L S C)we r e i f r e d a t RHA a r mo r s t e e l,a n d t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s w e r e p r e s e n t e d .T h e j e t f o r ma t i o n a n d p e n e t r a t i o n we r e s i mu l a t e d w i t h i f n i t e— e l e me n t c o d e L S— D YNA3 D. F o r t h e l i n e a r s h a p e d c h a r g e c o n i f g u r a t i o n,i t i s s u g g e s—t e d t ha t a t t he ec c e nt r i c di s t a n c e be t we e n l i n e r a n d c h a r g e i s 1 mm,t he e r a t e r i n g wi d t h i nc r e a s e s b y 1 2. 2%,wh i l e t h e pe n e t r a t i o n d e p t h

d e c r e a s e s by 58%,c o mp a r e d wi t h t he s y mm e t r i c LSC. W he n t he ec c e n t r i c di s t a n c e b e t we e n l i ne r a n d c ha r g e i s l m m,a nd t he e o l T l e r be—

t w e e n t h e t wo a x e s i s 5。,t h e L S C j e t l o s e s i t s 7 4% p e n e t r a t i o n c a p a b i l i t y .T h e c r a t e r i n g w i d t h i n c r e a s e s wi t h t h e a s y mme t r i c e x t e n t,wh i l et h e pe n e t r a t i o n d e p t h de c

r e a s e s .

Ke y wo r d s:me c h a n i c s o f e x p l o s i o n;l i n e a r s h a p e d c h a r g e;a s y mme t r y;j e t;p e n e￣a t i o n

和药型罩几何尺寸不对称时聚能射流形成的分析模

0 引言线型聚能装药 ( 1 i n e a r s h a p e d c h a r g e,L S C)被起爆后，高压爆轰产物驱动药型罩高速向其轴线汇聚形成片状射流和杵体，广泛用于船体切割、建筑石方开采、油气开采和切割爆破等领域。在聚能装药的部件制造和组装过程中由于受到工艺水平限制而产生不对称。不对称因素会导致射流形成过程中产生横向速

型。为改进直线型假设的不足， C u r t i s 基于“驻核”

模型假设，给出了非对称聚能射流的分析模型。姜剑生等提出了一个非对称修正模型用于求解非对称二维平板碰撞问题，获得了比直线假设和“驻核”假设更接近实际的结果，但还是未能很好的预测射流和

杵体的偏折方向。秦承森等从分析特殊射流的碰撞出发，分析了无限远来流初始交汇位形和相互作用过程，建立了非对称射流形成的方程封闭条件，提出 了非对称射流形成的几何理论。石艺娜等对有限远来流对非对称碰撞形成射流条件进行了研究，提出 的模型涵盖了目前已有的理论，但是仅适用于交汇点距离 R约为 8~l 0倍出流射流厚度情况。此外， A y .

度，使聚能射流的侵彻性能降低。近二十年来人们对非对称锥形聚能装药射流的

形成进行了大量的理论和试验研究。 B r o w n¨- 2]使用x光照相技术研究了偏心起爆对聚能射流横向速度的影响并给出了射流偏转角计算模型。K e l l y 假设

非对称条件下形成射流和杵体处于同一直线上，结合 R a n d e r s . P e h r s o n的罩微元指数加速公式，给出了壳体}收稿日期： 2 0 1 2—0 8—3 0

i s i t 8 使用 A U T O D Y N软件模拟了偏心起爆、药柱与壳体间隙以及药柱内气泡等不对称因素对喇叭形药型

作者简介：周鹏 ( 1

9 8 0一),男，山东东营人，讲师，博士，研究方向：现代爆炸技术。