為了得到特性更好的線性聚能射流,設(shè)計(jì)了一種截頂線性藥型罩加矩形輔助藥型罩的新型裝藥結(jié)構(gòu),利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元程序?qū)?組新型裝藥結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬計(jì)算,分析了矩形輔助藥型罩寬度和截頂間隙長度對線性射流特性的影響。結(jié)果表明,該新型結(jié)構(gòu)形成的線性射流的頭部最大速度總體較傳統(tǒng)線性聚能射流高,形成的線性射流形態(tài)更細(xì)更長,并且杵體相對較少,藥型罩質(zhì)量利用率較高。在6組方案中,矩形輔助藥型罩寬度為1.0cm、截頂間隙為0.4cm時(shí),該結(jié)構(gòu)形成的線性聚能射流頭部速度最大,為3.58km/s,連續(xù)性較好,有效寬度最大。
【部分圖文】：

ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ模擬軟件，通過改變矩形輔助藥型罩寬度和截頂間隙寬度這２個(gè)因素，對射流的頭部速度、速度梯度、拉伸寬度以及斷裂時(shí)間等特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，以期為線性聚能裝藥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。１數(shù)值模擬在傳統(tǒng)線性聚能裝藥的基礎(chǔ)上把線性藥型罩的頂部截掉，并在截頂位置處添加矩形輔助藥型罩，形成一種新的線性聚能裝藥結(jié)構(gòu)。通過數(shù)值模擬對比分析該裝藥結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)線性聚能裝藥結(jié)構(gòu)所形成的線性射流特性。１．１裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新型線性聚能裝藥及傳統(tǒng)線性聚能裝藥的結(jié)構(gòu)示意圖如圖１所示。圖１線性聚能裝藥結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｌｉｎｅａｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２種結(jié)構(gòu)的線性藥型罩錐角均為７０°，裝藥寬度均為４ｃｍ，橫向?qū)挾染鶠椋叮悖�，起爆方式均為中心點(diǎn)起爆。輔助藥型罩材料和線性藥型罩材料均為Ｃｕ，藥型罩的厚度均為０．２ｃｍ，藥型罩頂部到裝藥頂部高度均為２ｃｍ，各方案裝藥密度均不變。６種新型線性聚能裝藥及傳統(tǒng)線性聚能裝藥方案見表１。表１６種新型線性聚能裝藥及傳統(tǒng)線性聚能裝藥數(shù)值模擬方案Ｔａｂｌｅ１Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｓｉｘｎｅｗｌｉｎｅａｒｓｈａｒｐｅｄｃｈａｒｇｅａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｎｅａｒｓｈａｒｐｅｄｃｈａｒｇｅ方案編號(hào)輔助藥型罩寬度／ｃｍ截頂間隙／ｃｍ裝藥總高度／ｃｍ１１．００．４４．８０２１．００．６４．６３３１．００．７４．５０４１．６０．４４．８０５１．６０．６４．６３６１．６０．７４．５０傳統(tǒng)裝藥５．００１．２數(shù)值模型建立

ＧＰａＤ／（ｃｍ·μｓ－１）Ｒ１Ｒ２ＡＢＥ０８７０１炸藥１．７８７０．３４０．８３９４．１１５．８１４０．０６８０．０９表３Ｃｕ材料模型及其狀態(tài)方程參數(shù)Ｔａｂｌｅ３ＴｈｅｍａｔｅｒｉａｌｍｏｄｅｌａｎｄｉｔｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｅｆｏｒＣｏｐｐｅｒ材料ρ／（ｇ·ｃｍ－３）ＧＡＢＳ１Ｓ２／（ｍ·ｓ－１）ＣＶ０Ｃｕ８．９６０．４６０．９×１０－３０．９２×１０－３１．４８９００．３９４１圖２模擬結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ２數(shù)值模擬結(jié)果與分析本研究通過改變矩形輔助藥型罩寬度和截頂間隙寬度，設(shè)計(jì)６種方案，采用控制變量方法對各方案進(jìn)行數(shù)值模擬。各方案的截頂間隙通過一系列的模擬結(jié)果進(jìn)行選擇，模擬結(jié)果表示當(dāng)截頂間隙大于８１

火炸藥學(xué)報(bào)第４０卷第３期７ｍｍ時(shí)，線性聚能射流速度無明顯提高，截頂間隙太小，不足以體現(xiàn)間隙的作用，因此選用０．４、０．６、０．７ｃｍ共３組間隙來對比分析線性聚能射流的特性。２．１不同方案線性聚能射流形態(tài)分析圖３和圖４分別為傳統(tǒng)線性聚能裝藥及方案１～６對應(yīng)的新型聚能裝藥形成的射流在不同時(shí)刻的形態(tài)。圖３不同時(shí)刻不同裝藥結(jié)構(gòu)的射流形態(tài)Ｆｉｇ．３Ｓｈａｐｅｏｆｊｅｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｒｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ圖４不同時(shí)刻方案４～６的射流形態(tài)Ｆｉｇ．４Ｊｅｔｓｈａｐｅｆｏｒｓｃｈｅｍｅｓ４－６ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ由圖３可知，傳統(tǒng)線性聚能裝藥在起爆后１６μｓ時(shí)已經(jīng)形成形態(tài)良好的射流，但是隨后射流并沒有被充分拉伸，３０μｓ時(shí)，杵體已經(jīng)與射流完全分離。傳統(tǒng)線性聚能裝藥的形態(tài)在總體上比較短，射流形態(tài)相對穩(wěn)定。方案１中，起爆１６μｓ后，射流頭部剛剛形成，并且矩形輔助藥型罩受到爆轟波的作用被壓垮，形成射流尾部。３０μｓ時(shí)，射流得到很好的拉伸，可以明顯看出杵體部分主要為矩形輔助藥型罩，而線性藥型罩幾乎全部形成射流，質(zhì)量利用率較高。隨著爆轟波的傳播，射流被進(jìn)一步拉伸，在４６μｓ時(shí)，射流形態(tài)仍然完整，杵體與射流出現(xiàn)分離。方案２中，起爆前期射流形態(tài)良好，４６μｓ時(shí)，射流出現(xiàn)斷裂，連續(xù)性相對較差。方案３中，截頂間隙較大，在起爆１６μｓ時(shí)，射流頭部和尾部形態(tài)較粗，與方案１、方案２相比壓垮效果較差。起爆３０μｓ時(shí)，射流同樣得到拉伸，但形態(tài)比方案１、方案２的射流
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