破片头部系数对TNT冲击起爆临界速度影响规律研究

发布时间：2022-01-27 00:38

　　为研究破片头部形状在炸药冲击起爆中的影响,基于破片冲击起爆炸药的临界能量判据准则,结合LS-DYNA有限元软件,分别计算了正四棱柱破片、正六棱柱破片、圆柱破片、模拟弹丸破片（fragment-simulating projectiles,FSP）和球头形破片等5种破片冲击起爆TNT装药的理论和仿真速度阈值,并拟合出FSP冲击起爆炸药的理论头部形状系数。结果表明,在相同质量和撞击横截面积下,不同头部形状的破片撞击TNT装药的起爆阈值不等;起爆时间与破片的动能大小有关,动能越大,起爆时间越短。对于多边正棱柱类型的破片（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圆柱作为简化模型来计算多边形正棱柱破片冲击起爆TNT速度阈值,发现多边正棱柱破片横截面的边数越多,计算结果与数值模拟结果吻合越好。 

【文章来源】：爆破器材. 2020,49(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

各破片尺寸(单位:mm)

图1 各破片尺寸(单位:mm)表1 材料模型Tab.1 Material model 部件 材料 状态方程 强度模型 破片 50SiMnVB Gruneisen Johnson Cook 炸药 TNT Iginition and Growth Elastic Plastic Hydro

从图3中看出,高速破片在撞击炸药的瞬间,撞击压力为1.23 GPa,同时在破片和炸药之间产生两个冲击波,两个冲击波将沿相反方向分别向破片和炸药中传播。随后,破片持续侵彻TNT,使得冲击波阵面后的压力和粒子速度持续增长。从破片接触炸药开始计时,到第30 μs,炸药趋于反应发生的一半,冲击起爆进入快速反应阶段;此时,炸药内冲击波压力发生明显阶跃,说明冲击波已发展成为爆轰波,此后炸药发生完全爆轰(如图4)。对应的压力时程曲线见图5。可以看出,FSP以临界起爆速度冲击TNT炸药时,在与TNT炸药接触后的30 μs左右时,压力值阶跃,TNT完全爆轰。图4 FSP冲击引爆TNT炸药的压力云图

【参考文献】：
期刊论文
[1]爆炸二极管的数值模拟设计[J]. 崔宇,马宏昊,沈兆武,任丽杰,杨明,余勇.  含能材料. 2017(04)
[2]非均质固体炸药的冲击引爆临界能量判据研究[J]. 赵锋,孙承纬,卫玉章.  爆炸与冲击. 1993(01)
[3]非均匀凝聚炸药冲击起爆的数值模拟[J]. 苏林祥,毕祝,孙义亭.  爆炸与冲击. 1981(02)

博士论文
[1]大口径弹体辊挤—引伸成形技术研究[D]. 赵熹.中北大学 2014

硕士论文
[1]破片特性对冲击起爆B炸药比动能阈值的影响[D]. 刘鹏飞.中北大学 2017



本文编号：3611418