升温速率对引信烤燃响应特性的影响

发布时间：2021-07-14 04:34

　　针对弹药在制造、存储、运输及实战等环境中遭受意外热刺激的问题,对不同升温速率下引信烤燃的热响应规律进行了研究。以1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）装药引信为研究对象,建立了考虑引信各部件热膨胀作用的烤燃计算模型,采用ANSYS Workbench软件对0.5 K/min,1 K/min,2 K/min,3 K/min,4 K/min,5 K/min和6 K/min七种不同升温速率下引信烤燃的热传导和热膨胀过程进行热力耦合计算,得到了引信的点火位置、点火时间、点火温度、形变量以及等效应力。仿真计算结果表明:随着升温速率的增加,点火位置由传爆药柱中心向传爆药边缘位置移动,最终出现在导爆药柱中;点火时间缩短,而变形量先增大后减小;传爆序列的最大等效应力均位于传爆药柱中;升温速率对点火温度的影响较小。 

【文章来源】：探测与控制学报. 2020,42(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

引信烤燃简化模型

热力耦合分析主要有直接耦合和间接耦合两种方法,在引信烤燃过程中,温度场和应力场相互作用的非线性度不高,采用顺序耦合法更高效、灵活。引信烤燃过程的热力耦合分析流程如图2所示。根据能量守恒定律和傅里叶传热定律,引信在烤燃环境下的瞬态传热方程为[10]:

由于引信为轴对称结构,为减少计算量同时为方便显示云图,建立四分之一引信模型,图3为计算模型网格图。采用ANSYS Workbench的Fluent模块模拟烤燃过程中引信的热传导,采用Transient structure模块模拟烤燃过程中引信的热膨胀。设置引信壳体的外壁面为加热边界,计算的初始温度为293 K,升温速率和FOX-7的自热反应源项以用户自定义函数UDF(user-defined function)的形式加载到Fluent中[14],求解能量方程选择二阶迎风格式。


本文编号：3283423