多孔药型罩聚能射流机理及应用研究
石油射孔弹聚能效应理论讲义
石油射孔弹聚能效应理论培训讲义培训人：王树山、魏继锋、徐豫新北京理工大学爆炸科学与技术重点实验室2010年9月目录1石油射孔弹的结构 (1)2基本概念 (3)2.1空穴装药 (3)2.2射流 (4)2.3 聚能效应 (4)2.4 炸高 (4)2.5 爆轰 (5)3 聚能射流形成理论 (5)3.1 射流形成过程 (5)3.2 射流形成机理 (6)3.2.1 Birkhoff定常理论 (7)3.2.2轴对称药型罩压合时厚度方向各层的速度和压力分布 (11)4 射流侵彻理论 (15)4.1 概述 (15)4.2 连续射流侵彻的流体力学理论 (17)4.2.1 定常理想不可压缩流体力学理论 (17)4.2.2准定常理想不可压缩流体力学理论 (17)5 射孔弹影响因素 (18)5.1 炸药性能 (19)5.2 起爆方式 (20)5.3 药型罩材料及成型工艺 (21)5.4 药型罩形状及结构 (23)5.5 炸高 (26)5.6 壳体 (27)5.7 隔板 (28)5.8 靶板 (29)6 爆轰驱动理论分析 (30)6.1 Gurney模型 (30)6.2一维爆炸驱动能量守恒方程 (31)6.3 聚能射流形成的临界条件 (34)6.3.1 低速限制条件 (34)6.3.2 高速限制条件 (36)石油射孔弹聚能效应理论培训讲义1石油射孔弹的结构图1.1.1石油射孔弹实物图图1.1.2石油射孔弹结构示意图图1.1.3 射孔弹作用示意图射孔弹主要由起爆器、穿/扩爆药、主装药、壳体、药型罩五部分组成。
少数还可能含波形调整器。
（1）起爆器常为雷管。
（2）炸药装药是射孔弹做功的能源, 炸药装药的品种(配方)、密度、几何尺寸等物理和化学特征都对其性能有很大的影响。
主装药通常有RDX、HMX为基的药剂。
（3）壳体壳体材料的物理性能决定了壳体材料的弹塑性和强度，这一性能直接影响炸药爆炸能量的利用率。
一般而言壳体强度越大，炸药的爆炸能量越容易集中作用于药型罩，壳体强度越小，壳体就越过早破裂，能量就越容易分散释放，能量利用率也就越低。
药型罩和药柱不对称对线型聚能射流侵彻性能的影响
Ｔｈｅ Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ａｓ ｙ ｍｍ ｅ ｔ ｒ ｙ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｌｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐｅ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
药 型 罩 和 药 柱 不 对 称 对 线型 聚 能 射 流 侵 彻 性 能 的影 响
周 鹏 ， 李 如 江 ， 方 志 坚 ， 王 建 波
（ １中 北 大 学 化 工 与 环 境 学 院 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ 中 国兵 器 工 业 第 ５ ２研 究 所 ， 山东烟台 ２ ９ ０ ０ １ ４ ） 摘 要 ： 针 对 线 型 聚 能 装 药 制 造 过 程 中 常见 的药 型罩 和药 柱不 同 轴 情 况 ， 采用侵彻试验 ， 结 合 有 限 元 软 件 对 非 对 称 线 型 聚能 装药 射 流 的 形 成 和 侵 彻 进 行 了三 维 数 值 模 拟 。研 究 结 果 显 示 对 于此 结 构 和 尺 寸 的 线 型 聚 能 装 药， 当药型罩轴线与装药轴线 偏移 距离 为 １ ｍ ｍ时， 侵彻 宽度 增加 了 １ ２ ％， 侵 彻 深 度 相 比对 称 情 况 降 低 了 约 ５ ８ ％ 。当 药 型 罩 与 聚 能 装 药 的偏 离 距 离 为 １ ｍｍ， 且同时存 在 ５ 。 的夹 角时 ， 射 流 侵 彻 形 成 三个 主 体 切 槽 。 开 坑 宽度为 １ ７ ． ４ ｍ ｍ， 侵 彻 深 度 比 对称 情 况 降 低 了 ７ ４ ％ 。随 着 药 型 罩 和 装 药 不 对 称 程 度 的 增 加 ， 射 流 在 靶 板 上 的 侵 彻 宽 度 以及 侵 彻 中心 偏 移 装 药 轴 线 的 距 离 增 加 ， 穿 深 降低 。 关键词 ： 爆炸 力学 ； 线 型 聚能 装 药 ； 不对称 ； 射流 ； 侵 彻
药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟
Ｚ ＨＡＮＧ ｉ Ｕ Ｈｕ— Ｏ， Ｚ ＡＯ ｎ ｄ ｎ Ｓ Ｈ Ｈａ －ｏ ｇ， Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｆａ ｇ， ＺＨＡＮＧ ｈ － Ｓ ｕ￣ａ
（ ｐ ｒｍ ｅ ｆＭ ｅ ｈ ｎｃ ｎ ｅ ｔｏ ｉ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｎｏ ｔ ｉｅｓｔ ｆＣｈ ｎ ，Ｔａｙ ａ Ｄｅ ａ ｔ ｎｔｏ ｃ ａ ｉｓａ ｄ Ｅｌｃ ｒ ｎｃＥｎ ｉｅ ｒｎ ｒｈ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｉ ａ ｙ ｉｕ ｎ，Ｓ ａ ｘ ３ ０ １，Ｃｈｎ ） ｈ ｎ ｉ０ ０ ５ ｉａ
中图分 类号 ：Ｔ ４ ０ ３ ３ Ｊ １． ３
文献标 识码 ：Ａ
Ｎｕ ｅ ｉａ ｉ ｕａ ｉｎ ｏ ｆｃ ｆＳ ａ ｅ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ｅＤｉｆｒ ｎ ａｌＴ ｉｋ ｅｓｓｏ ｎ ｒ ｍ ｒｃ ｌ ｍ ｌｔ ｆＥｆｅ ｔ ｈ ｐ ｄＣｈ ｒ ｅＪ ｔｏ ｈ ｆｅｅ ｔＷ ｌ ｈｃ ｎ ｓｅ ｆＬｉ ｅｓ Ｓ ｏ ｏ
药 型 罩 壁 厚 对 聚 能射 流 影 响 的数 值 模 拟
张会锁 ，赵捍东 ，王 芳，张树 霞
（ 中北 大 学 机 械 电 子 工 程 系 ，山西 太 原 Ｏ ０ ５ ） ３Ｏ １
摘要 ：利用 Ａ ＹＳ Ｌ ＮＳ ／ ＤＹ ＮＡ３ Ｄ有限元分析软件 ， 同种装药条件下 ， 在 分别 对 ３ 种不 同壁厚药 型罩 的 １ ７型石油射 孔 ２
几种新型石油射孔弹的研究和讨论
几种新型石油射孔弹的研究和讨论李晋庆 西安近代化学研究所(西安, 710065)[ 摘 要 ] 文章根据掌握的有关资料以及多年来从事射孔弹研究开发的经验, 粗略地讨论了影响射孔弹性能的主要因素, 并重点提出了几种新型射孔弹设计的基本构想。
最后提出射孔弹应向高穿深、高孔密、大孔径、无污染的方向发展。
[ 关键词 ] 射孔弹 射孔 药型罩 产油率 [ 分类号 ] TD 235. 21 T E 257 T P 691 国内外射孔弹发展的差距自 40 年代开始在石油开采中使用聚能装药射孔技术以来, 射孔器材及射孔技术都取得了迅速的发展, 大约每 10 年就更新一 次。
近年来, 随着科学技术的突飞猛进, 射孔弹技术有了突破性发展。
研究石油地质和采 油工艺的专家学者充分认识到射孔技术对采 油率起着举足轻重的作用。
我国自60年代开始射孔技术的应用和 研 究, 一直发展很慢, 直到80年代末才开始5 结论(1) 提出用爆炸法处理淤泥软基工程, 利用爆炸产生的能量使淤泥软基中的水能在短 时间内排出使软基土体固结硬化, 对于类似 的淤泥软基工程具有一定的参考价值和指导 意义。
该工艺还可运用到溶浸采矿中泥质矿 石浸出液的排出。
( 2) 首次把岩石爆炸分区的理论运用到 淤泥软基中爆炸分区, 利用分区的特征描述 爆炸波在淤泥软基中的传播规律。
(3) 由通常的最小埋深, 控制为单位面积压重承载, 采取爆扩爆沉的新工艺。
该工艺可 运用到各类淤泥软基工程的处理。
参 考 文 献1杨光煦 1 爆扩桩基工程应用 1 水利电力, 1998(12): 242 王承贤 1 土中爆扩及其挤密效应的研究 1 爆炸与冲击, 1996 (4) : 3563 陶俊 1 淤泥爆炸排水固结压力试验研究工程 1爆破文集, 1997, 2444 赵跃堂 1 爆炸荷载作用下三相饱和土运动的影响因素分析 1 爆炸与冲击, 1998 (2) : 31An Exper im e n ta l Study of Con sol i da t i on of Silt Sof t Founda t i on by Explos i onL iu Yong , Zhan g X ingh uaFacu lty of A rch itectu re , R esou rces an d Environm en t N anhua U n iversity (H unan , 421001) [ABSTRA CT ] A n Exp er im en tal study w as con ducted in th is paper , w h ich is abou t the con so lid a 2 t io n of silt soft foundat io n by exp lo sio n . It w ere first p ropo sed that the fundam en tal m o des abou t the char acter istics o f the in terface stresses in silt soft foun dat io n exp lo sio n , the con so lidat io n an d the destroy area . T he exper im en ted resu lts show that exp lo sio n can be u sed to con so lidate silt soft foun dat io n .[ KEY W ORD S ] silt soft foun dat io n , in terface stress , con so lidat io n by exp lo sio n , destroy s area , b lasting w ave真正发展。
某串联战斗部随进技术研究及实践
某串联战斗部随进技术研究及实践
串联战斗部随进技术及实践研究的宗旨是设计出利用药型罩聚能效应及随进技术来排除机场未爆弹药的特种弹药。
为此,我们进行的主要研究有:1.通过理论分析和试验,得出了药型罩顶口壁厚比及曲率半径对EFP的影响的规律,并对大锥角及球缺罩形成EFP的机理进行了分析。
进行了聚能装药对混凝土的侵彻机理研究,建立了连续射流侵彻模型。
2.研究了串联战斗部前级爆炸场对后级的影响,提出了数值计算模型,得出了前级在后级上形成的超压和冲量。
进行了后级动能侵彻体增速抛射装置设计,建立增速抛射装置的理论分析模型。
3.根据该弹的技术要求,从其结构特点、射流特征对穿孔效果的影响规律出发,通过参数测试及模拟试验等方面的研究,设计出一种利用塑料导爆管点燃底部高压室发射药,推动随进子弹运动,子弹激发前级战斗部作用的机场销毁弹药,达到技术指标要求。
可靠地解决子弹的串联随进问题。
4.对前级装药结构形成侵彻体的稳定性进行了分析,找出了对稳定性产生影响的因素;并通过生产工艺的分析研究,实现了该弹的批量生产,保证了产品的稳定性,提高了穿孔性能。
柱锥结合罩射流成型过程试验研究
图 １ ｘ光 试 验 装 置 和 子 弹 结构 示 意 图
１ 抗 高 温 固定 罩 ， 一 导爆 管 插 槽 ， 一 主装 药 ， 一 定 位 环 ， 一 ２ ３ ４ ５ 雷 管 ， 一 扩 爆 药 柱 ， 一 触 发 点 ， 一 药 型 罩 一 ６ ７ ８
Ｆｉ ． Ｓｃ ｍａｉ ｐ ｏ ｒ ｙ ｅ ｐ ｒｍｅ ａ ｇ１ ｈｅ ｔｃ ｍａ ｆＸ—ａ ｘ ｅ ｉ ｎｔｌ
装备破 甲子弹为 对象 ， 对柱 锥 结合 罩 压 垮过 程及 射 流
成型性能 进行 了试 验和数 值模拟 研究 。对 发展新 型破 甲战斗部 具有理 论意义 和应用价 值 。
ａ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ａ ｐｐ ｒｔ ｓ ． ｘｅ ｉ ｎｔｌａ ａ ａｕ ｂ Ｘ—ａ ｒｇ ｅ ｉｔ ． ｒ ｙ ｔ ｇ ｒｐｏｎ ｉ
量 和 速 度 的贡 献 很 小 ； “ 受 激波 效 应 ” 响 ， 流 头 部 速 度 （ ７８ｍ ・ ） 于 数值 模 拟值 （ ８４ｍ ・ ） 影 射 ６３ ｓ 小 ６ ２ ｓ 。
关键词 ： 药 工 程 ； 锥 结 合 药 型罩 ；破 甲子 弹 ；聚 能射 流 ； 弹 柱 Ｘ光 试 验 研 究
１０ ｇ・ｍ 的 ８０ ７ ０ｋ ７ １炸 药 ， 速 约 为 ８ ０ ・ 一。 爆 ４０ｍ ｓ 因此 ， 对 于 装 药 起 爆 时 刻 ， 光 机 触 发 需 要 延 迟 相 Ｘ １７ ｓ ．６ 。故 ｘ光机 获得 的药 型罩压垮 及射流 照片相 对 装药起爆 时亥 存在时间差 ， ０ 试验结果分析时应加以考虑 。
中图分类号 ： Ｊ ５ ０ ５ Ｔ５ ； ３ ８ 文献标识码 ： Ａ Ｄ Ｉ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ － ４ ． ０ ９ ０ ． ２ Ｏ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ６９ １ ２ ０ ． ４ ０ ３ ｓ ９
数值仿真技术在药型罩配方优化中的应用
目前，射孔完井是国内外各大油田公司最常用的完井方法，也是国内使用最广泛的完井方法[1]。
射孔完井所采用的聚能射孔技术是利用炸药爆炸所产生的高能将药型罩熔融并使其翻转形成高速射流，进而射穿套管和水泥环，最终进入油气藏，是目前为止石油开采所采用的主要技术[2]。
用来描述射孔孔眼形状的参数是穿孔深度和入口孔径[3]。
随着开采技术的不断进步，对射孔孔眼的要求是穿孔深度越深、入口孔径越大，效果越好；而在结构、药型罩配方和能量一定的情况下，二者是矛盾的统一体———穿孔深度的增加是以牺牲孔径为代价的[4]。
射孔弹的核心零件是药型罩，药型罩的配方和形状对孔眼形状和穿孔深度起决定性作用[5]。
能否找到一种配方使穿孔深度和入口孔径都有所提高是解决问题的关键。
本研究的目的是通过数值模拟技术对不同配方的药型罩所产生的效果进行对比，不断优化药型罩配方并使效果达到最佳。
1深穿透药型罩密度与孔眼形状关系仿真1.1模型建立射孔弹数值仿真系统采用多物质Euler 网格来模拟炸药的爆轰、药型罩的压垮及射流的形成等过程，采用多物质作用方法，并考虑装药爆轰和射流与靶板碰撞产生的高温对材料屈服强度的影响，来计算炸药与外壳体相互作用，射流侵彻钢靶或套管、混凝土等过程。
在ANSYS 大型运算软件中，LS-DYNA 是其中一种显示动力学分析软件。
药型罩、钢靶采用*mat_elastic_plastic_hydro 材料模型和Gruneisen 状态方程；炸药采用*mat_high_explosive_burn 材料模型和JWL 状态方程；射孔弹壳体采用*mat_plas-tic_kinematic 材料模型和多项式状态方程；空气采用ALE 算法。
利用数值模拟模型的建立方法，可以生成二维CAD 模型，然后进行分析模型、边界条件、材料性能等的建立，并修改待优化的几何参数和材料参数。
由于药型罩的厚度在2mm 左右，而射流的侵彻深度一般为200~1000mm ，这决定了计算所需网格的数量在几十万甚至数百万以上，相应的计算时间步长与网格大小成正比，在10-9~10-8s 左右。
金属与非金属双层药型罩射流形成及侵彻仿真
收稿日期：2019-03-10 作者简介：李文国（1969-），男，山东青州人，高级工程师，学士，研究方向：弹药工程；张 健（1970-），男，吉林长春人，高级工
程师，学士，研究方向：弹药工程；李艳飞（1975-），女，辽宁昌图人，工程师，学士，研究方向：弹药强度仿真。
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Equipment Manufacturing Technology No.07，2019
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在数值模拟过程中选用非线性显示动力学软件 AUTODYN 进行计算，该软件集成了有限差分、计算 流体动力学和流体编码的多种处理技术，可模拟各 类冲击响应、高速/超高速碰撞、爆炸及其作用问题[9]。 在算法的选择上采用 Euler-2D Multi-material 方法， 整个计算模型分为四部分，分别为空气、外罩、内罩 以及炸药，其中外罩非金属材料分别为尼龙、聚乙烯 以及橡胶，同时为了与铜铝复合药型罩进行对比，外 罩的材料还要包括金属铝，内罩材料选择最常用的 药型罩材料铜，所有材料模型均选自 AUTODYN 自 带材料库，其中空气材料选为 Air，状态方程为理想 气 体 状 态 方 程 ；铝 选 为 AL7039，材 料 密 度 为 2.77 g/cm3，状态方程和强度模型分别为 Shock 和 Johnson Cook，剪切模量和屈服应力分别为 27.6 GPa 和 33.7 MPa；尼龙材料选为 NYLON，材料密度为 1.14 g/cm3， 其状态方程和强度模型分别为 Shock 和 von Mises； 聚乙烯和橡胶分别选择 POLYETHYL 和 PLOYSTYREN，密度分别为 0.915 g/cm3 和 1.044 g/cm3，状态方 程都为 Shock；铜材料选为 Cu-OFHC，此材料密度为 8.96 g/cm3，状态方程为 Linear，体积模量为 129 GPa， 强度模型同样为 Johnson Cook，剪切模量和屈服应力 分别为 46 GPa 和 90 MPa；炸药选择 COMP B，密度 为 1.717 g/cm3，状 态方 程为 JWL，爆速为 7 980.001 m/s，单位体积能量为 8 500 MJ/m3，爆压为 29.5 GPa。
变参数锥孔装药聚能效应及其应用研究
成等． 相比于传统的基于网格的方法， 光滑粒子流体动 力学 （ｍ ｏ ｅｌ ａｔ ｅｈ ｄｏｙ ａ ｃＳ Ｈ） 方法是一 ｓ ｏｔ ｃ ｐｒｄ ｙｒｄｎｍｉ，Ｐ ｈ ｉ 种更加适 于解 决 聚能 炸药射 流 的数值 模拟 方法 ． 它具 有无 网格特性 和拉 格 朗 日性 质 ， 够克服 在计 算 中与 能 大变形相关 的技术 难题． 文应用 Ｓ Ｈ方法 对 聚能装 本 Ｐ 药金属射 流的形成 及 冲击靶 板 的过程 进行 数值 模拟 ， 分 析研究 聚能效 应作 用下 舰船 甲板结 构 的响应 ， 从而 为相关 的军事及工程应用提供参考 ．
（ ２ １４ Ａ ０ ９ １ ． Ｅ ０ ０ ７， ２ ０ ０ ） 作 者 简 介 ： 文 华 （１８ 一 初 ９ ６），女 ， 博 士 ， ． ｉ ： ｈ ｗ ｎ ｕ １８ Ｅｍａｌ ｃｕ ｅｈ ａ９ ６＠ ｌ
ｇ ｉ． ｏ ； ｍａ ｌ ｃ ｎ
域 的不 同， 这两者对于爆破效果的要求也略有不同， 前 者要 求产 生 的射 流在介 质 中能够 形成 一定 的破 甲 深 度 和破孔 直 径 ； 后 者 则 要 求 射 流 能够 在 介 质 中 而 形 成一 定 的破碎 深 度 并产 生 一 定 的 破碎 体 积 ． 可 见 ， 成型 装药 聚能 效应 的研 究 ， 军事 和 民用 上都 对 在
ｎｅ ｒｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ． ｅ ｉ ｇ ａ ｐ ｉ ａｉ ｎ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ｐｅ ｈａ ｇ ｙ ｒ ｓ：ｈａ ｄ ｃ ｒ ｅ；ｃ ｍｕ ａ ｉｅ ｅｆｃ ；ｓ ｏｈ ｃ ａ ｔｄ ｄ ｏ ｙ ａ ｃ；ｉｆｕｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｕ ｌ ｔ ｆｅ ｔ ｍｏ ｔ ｅ ｌｐ ｒｉ ｅ ｈｙ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｖ ｎ ｌ ｎ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ；ｍａｎ ｄ ｃ ｉ ｅ ｋ
中心带孔双层药型罩射流成型及侵彻模拟
中心带孔双层药型罩射流成型及侵彻模拟
贾子健;王志军;伊建亚
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2018(38)4
【摘要】为了研究药型罩外罩对内罩作用机理,用示踪法找到射流、杵体材料分界线,在分界线两侧设计两种金属材料,用AUTODYN模拟射流形成。
对比单层和双层药型罩、中心带孔和不带孔双层药型罩形成射流及侵彻混凝土区别。
研究发现,双层药型罩提高射流头部速度,加深侵彻孔深度,但直径较小;在一定范围内,双层药型罩开孔提高射流速度,使得侵彻深度和孔径达到最佳。
因此,当外罩比内罩声阻抗小及药型罩开孔时,均可提高射流头部速度和侵彻深度。
【总页数】5页(P28-32)
【关键词】示踪法;双层药型罩;声阻抗;射流
【作者】贾子健;王志军;伊建亚
【作者单位】中北大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ413
【相关文献】
1.多点起爆对双层药型罩爆炸成型弹丸成型及侵彻特性的数值模拟研究 [J], 龙源;刘健峰;纪冲;钟明寿;刘影;周辉
2.不同材料双层药型罩EFP成型及侵彻性能数值模拟 [J], 滕桃居;陈磊;石祥
3.金属与非金属双层药型罩射流形成及侵彻仿真 [J], 李文国;张健;李艳飞
4.V形顶部结构药型罩射流成型及侵彻模拟 [J], 安文同;高永宏;周杰;尹楚藩;赵家骏
5.双层含能药型罩K装药射流成型及侵彻性能试验 [J], 黄炳瑜;熊玮;张先锋;刘闯;杜宁;谈梦婷
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多孔药型罩聚能射流机理及应用研究
聚能效应能够显著提高能量密度,高效传递炸药爆炸能量,已被广泛应用于军事和民用领域。
药型罩作为战斗部的核心部件,其性能直接影响着聚能效应的发挥。
本文通过理论分析、试验研究和数值模拟、宏观理论分析和细观机理相结合的研究方法,对多孔药型罩聚能射流及其侵彻机理进行了系统的分析和研究。
正确选取状态方程是多孔材料冲击温升计算问题的关键。
本文首先对现有的多孔材料的状态方程进行了综述和分析,讨论了现有多孔材料状态方程的优缺点和使用范围。
由于Hosson和Herrmann状态方程的参数比较少,精度有保证,可用于工程实际,为冲击温升计算奠定了基础。
对多孔材料的冲击特性进行了分析和研究,给出了多孔材料药型罩聚能射流速度的近似计算方法,并与实际测试进行了对比。
理论分析和计算表明,多孔药型罩聚能射流的速度降低主要是由于冲击温升引起的能量耗散和作用于罩壁的二次冲击压缩压力降低造成。
考虑了多孔材料的物理特性,给出了多孔材料药型罩形成射流的高低速条件,即药型罩的压垮速度必须小于c(T),同时冲击温升使低速条件降低。
给出了含有低熔点金属多孔射流的形成凝聚条件,在满足声速的同时,还要保证药型罩在压垮之后不发生液气相的转变,为多孔药型罩聚能装药的工程设计提供了依据。
对多孔药型罩聚能射流的稳定性进行了理论分析,结合脉冲X光和侵彻实验对两种不同孔隙度的多孔药型罩聚能射流稳定性进行了研究,得出合适的孔隙度可以降低低速段射流的动态屈服强度,提高射流的稳定性。
同时初始冲击温升可以使射流的高速段的粘性降低,与紫铜射流进行了侵彻对比试验,揭示了多孔药型罩低炸高大穿深的机理。
提出了聚能粒子流概念。
在密度自锁模型的假设基础上,结合粒子流的多孔特性,提出了粒子流的侵彻模型,弥补了经典理论不能计算粒子流侵彻深度的不足。
该模型在一定条件下可以转化为现有的侵彻模型。
对回收的紫铜射流和多孔铜射流的杵体进行了细观观测,探讨了多孔药型罩聚能射流在高应变和高应变率下的主要变形机制,冲击温升为动态再结晶创造了有利条件。
同时观察到射流和杵体分离处经受了较大的剪切变形。
采用数值模拟方法,系统的研究了细直径射流引爆包覆炸药物理影响因素,模拟结果显示射流头部形
状对侵彻引爆的影响取决于盖板厚度,对于一定厚度的盖板,当射流直径小到一定程度可以不考虑头部形状的影响。
对于不同密度的射流引爆同样条件的包覆炸药,随着射流密度的降低需要较高的速度。
盖板越厚,需要的射流速度越高;随着射流速度的提高,盖板密度的影响减弱。
在分析飞板与射流作用的机理上,建立了飞板断续干扰射流频率计算的物理模型,并分析了NAT0角、飞板速度及盖板硬度对干扰频率的影响。
提出了断续干扰和连续干扰的转变条件。
本文的研究工作为多孔材料药型罩聚能装药的设计及其应用提供了新的指导思想。