Page 48 - 《含能材料》优秀论文（2019年）

破 片 撞 击 损 伤 装 药 点 火 数 值 模 拟 181

图 6 给出了装药表面中心点的压力历史。13 ms 时 图。图 7a 的左上图为距离装药中心轴 0～1.2 mm 的
刻，冲击波进入被发药柱。15.6 μs 时刻，冲击波压力 轴 向 损 伤 ，图 7a 右 上 图 为 距 离 装 药 中 心 轴 27.8～
达到峰值 2.20 GPa，冲击波上升沿 2.4 μs，而后冲击 29.0 mm 的轴向损伤。装药中心轴附近受到的冲击
波压力下降，药柱中心点进入振荡期，交替受到拉伸、 压缩明显要强于装药边缘处，图 7a 左上图网格实际上
压缩作用，而后渐进平衡。数值模拟得到的压力峰值 也发生了断裂。这与损伤装药 CT 图（图 7b）的结论是
与实验测得的冲击压力峰值 2.37 GPa（平均值）吻合 一致的，中心轴附近的装药密度由于冲击压缩而变大，
较好。 边缘四周的密度变化不大。

a. damage state of passive explosive b. image of CT of damaged charge
图 7 被发药柱损伤及局部放大图
Fig.7 Damage and local enlargement of dispensed grain

a. t=7.98 μs b. t=10.98 μs 3.3 破片撞击受冲击波损伤装药数值模拟
基 于 3.2 节 装 药 受 冲 击 损 伤 情 况 的 数 值 模 拟 结
果，采用完全重启动方法进行破片撞击损伤装药的点
火过程的数值模拟。
3.3.1 计算模型及参数
图 8 给出了破片撞击受损伤装药的 1/2 计算模型，
该模型来自于 3.2 节的计算结果，删除冲击波损伤装
药计算结果中的主发药柱、有机玻璃、铝板、聚四氟乙
c. t=22.00 μs d. t=41.00 μs 烯垫板等，增加钨珠模型，建立破片撞击受冲击损伤装
图 5 冲击波压力云图 药计算模型。
Fig.5 Contours of shock wave pressure

图 6 被发药柱表面中心点的压力历史 图 8 破片撞击受损伤装药 1/2 计算模型的布局
Fig. 6 Pressure history of the center point on the surface of Fig.8 Layout of simulated half model of pre‐damaged charge
the dispatched grain under fragment impact
为了对比计算和实验中装药损伤情形，对受冲击 破 片 、钢 筒 、钢 锭 、JO‐8 装 药 材 料 模 型 和 参 数 与
波损伤装药进行 CT 扫描，图 7 给出了节点约束‐分离 3.2 节相同。钨珠破片采用塑性随动硬化本构模型 ［2］
方法计算得到的被发药柱损伤数值模拟图和实验 CT 描述，参数如表 6 所示。

CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 3 期 （178-183）