破片頭部系數(shù)對TNT沖擊起爆臨界速度影響規(guī)律研究
發(fā)布時間:2022-01-27 00:38
為研究破片頭部形狀在炸藥沖擊起爆中的影響,基于破片沖擊起爆炸藥的臨界能量判據(jù)準(zhǔn)則,結(jié)合LS-DYNA有限元軟件,分別計算了正四棱柱破片、正六棱柱破片、圓柱破片、模擬彈丸破片(fragment-simulating projectiles,FSP)和球頭形破片等5種破片沖擊起爆TNT裝藥的理論和仿真速度閾值,并擬合出FSP沖擊起爆炸藥的理論頭部形狀系數(shù)。結(jié)果表明,在相同質(zhì)量和撞擊橫截面積下,不同頭部形狀的破片撞擊TNT裝藥的起爆閾值不等;起爆時間與破片的動能大小有關(guān),動能越大,起爆時間越短。對于多邊正棱柱類型的破片(如正四棱柱破片、正六棱柱破片、正八棱柱破片等),提出了以正棱柱的外接圓柱作為簡化模型來計算多邊形正棱柱破片沖擊起爆TNT速度閾值,發(fā)現(xiàn)多邊正棱柱破片橫截面的邊數(shù)越多,計算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合越好。
【文章來源】:爆破器材. 2020,49(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
各破片尺寸(單位:mm)
圖1 各破片尺寸(單位:mm)表1 材料模型Tab.1 Material model 部件 材料 狀態(tài)方程 強(qiáng)度模型 破片 50SiMnVB Gruneisen Johnson Cook 炸藥 TNT Iginition and Growth Elastic Plastic Hydro
從圖3中看出,高速破片在撞擊炸藥的瞬間,撞擊壓力為1.23 GPa,同時在破片和炸藥之間產(chǎn)生兩個沖擊波,兩個沖擊波將沿相反方向分別向破片和炸藥中傳播。隨后,破片持續(xù)侵徹TNT,使得沖擊波陣面后的壓力和粒子速度持續(xù)增長。從破片接觸炸藥開始計時,到第30 μs,炸藥趨于反應(yīng)發(fā)生的一半,沖擊起爆進(jìn)入快速反應(yīng)階段;此時,炸藥內(nèi)沖擊波壓力發(fā)生明顯階躍,說明沖擊波已發(fā)展成為爆轟波,此后炸藥發(fā)生完全爆轟(如圖4)。對應(yīng)的壓力時程曲線見圖5?梢钥闯,FSP以臨界起爆速度沖擊TNT炸藥時,在與TNT炸藥接觸后的30 μs左右時,壓力值階躍,TNT完全爆轟。圖4 FSP沖擊引爆TNT炸藥的壓力云圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸二極管的數(shù)值模擬設(shè)計[J]. 崔宇,馬宏昊,沈兆武,任麗杰,楊明,余勇. 含能材料. 2017(04)
[2]非均質(zhì)固體炸藥的沖擊引爆臨界能量判據(jù)研究[J]. 趙鋒,孫承緯,衛(wèi)玉章. 爆炸與沖擊. 1993(01)
[3]非均勻凝聚炸藥沖擊起爆的數(shù)值模擬[J]. 蘇林祥,畢祝,孫義亭. 爆炸與沖擊. 1981(02)
博士論文
[1]大口徑彈體輥擠—引伸成形技術(shù)研究[D]. 趙熹.中北大學(xué) 2014
碩士論文
[1]破片特性對沖擊起爆B炸藥比動能閾值的影響[D]. 劉鵬飛.中北大學(xué) 2017
本文編號:3611418
【文章來源】:爆破器材. 2020,49(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
各破片尺寸(單位:mm)
圖1 各破片尺寸(單位:mm)表1 材料模型Tab.1 Material model 部件 材料 狀態(tài)方程 強(qiáng)度模型 破片 50SiMnVB Gruneisen Johnson Cook 炸藥 TNT Iginition and Growth Elastic Plastic Hydro
從圖3中看出,高速破片在撞擊炸藥的瞬間,撞擊壓力為1.23 GPa,同時在破片和炸藥之間產(chǎn)生兩個沖擊波,兩個沖擊波將沿相反方向分別向破片和炸藥中傳播。隨后,破片持續(xù)侵徹TNT,使得沖擊波陣面后的壓力和粒子速度持續(xù)增長。從破片接觸炸藥開始計時,到第30 μs,炸藥趨于反應(yīng)發(fā)生的一半,沖擊起爆進(jìn)入快速反應(yīng)階段;此時,炸藥內(nèi)沖擊波壓力發(fā)生明顯階躍,說明沖擊波已發(fā)展成為爆轟波,此后炸藥發(fā)生完全爆轟(如圖4)。對應(yīng)的壓力時程曲線見圖5?梢钥闯,FSP以臨界起爆速度沖擊TNT炸藥時,在與TNT炸藥接觸后的30 μs左右時,壓力值階躍,TNT完全爆轟。圖4 FSP沖擊引爆TNT炸藥的壓力云圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸二極管的數(shù)值模擬設(shè)計[J]. 崔宇,馬宏昊,沈兆武,任麗杰,楊明,余勇. 含能材料. 2017(04)
[2]非均質(zhì)固體炸藥的沖擊引爆臨界能量判據(jù)研究[J]. 趙鋒,孫承緯,衛(wèi)玉章. 爆炸與沖擊. 1993(01)
[3]非均勻凝聚炸藥沖擊起爆的數(shù)值模擬[J]. 蘇林祥,畢祝,孫義亭. 爆炸與沖擊. 1981(02)
博士論文
[1]大口徑彈體輥擠—引伸成形技術(shù)研究[D]. 趙熹.中北大學(xué) 2014
碩士論文
[1]破片特性對沖擊起爆B炸藥比動能閾值的影響[D]. 劉鵬飛.中北大學(xué) 2017
本文編號:3611418
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