力學(xué)大會2015集ms5714聚能裝藥對殼結(jié)構(gòu)毀傷效應(yīng)研究

（（SP） 用過程具有很大的優(yōu)勢。SPH方法具有拉格朗日性質(zhì)，避免由于結(jié)構(gòu)大變形而帶來的計(jì)算SPH方法的不斷進(jìn)步和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，SPH被廣泛應(yīng)用到水下爆炸[4-5]、型罩在被爆轟波壓垮的過程中產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力，可將藥型罩的金屬材料強(qiáng)度忽略[1]，將er[7SHuerdi

ii p mj ij i 1 ii

p對爆轟產(chǎn)物采用標(biāo)準(zhǔn)的Jones-Wilkins-Lee(JWL)[13]狀態(tài)方程：

pA1R

B1R

1 2式中：為爆炸氣體密度與原始爆炸物的初始密度1630kgm3比值；A3.7121011PaB3.21109Pa,R4.15，R0.95，

p(,e)(11(1))p()(uu a(1)b(1)2c( p() H HR1.127md13mmr0.875m，厚度d27mm，采用四邊形網(wǎng)格，共計(jì)721731(b)SPHTNT，d2.5mmR238.8mm1.25mm0.5mm，炸高為l'53mm。 圖1數(shù)值模型 t t t t t2聚能裝藥爆燃過程（壓力云圖

t71GPa，從圖中可以明顯看出炸t12.5μs時(shí)，爆轟波不僅在藥型罩中傳播，而且由于藥型92GPa，比起爆時(shí)刻的最大壓力約增加了一個(gè)數(shù)量級。起爆t14.5μs69GPa左右，此時(shí)藥型罩被壓倒開 t t t t t3射流形成過程（速度云圖

tt15.5μs2273m/s。t22.0μs時(shí)，在爆轟4274m/s。t32.5μs4387m/s，金屬射流繼續(xù)拉長變細(xì)。t42.0μs4083m/s，另外，從圖中還可000044為速度時(shí)程曲線，紅色代表射流頭部，從圖中可以看出，射流頭部速度不斷衰減，最大速度可以達(dá)到約4387m/s，而隨著金屬射流穿透外殼和內(nèi)殼，速度都會有所減小，t42.0μs時(shí)射流開始擊穿外殼，衰減為約4083m/s，t90.0μs時(shí)射流開始擊穿內(nèi)殼，由圖最大速度可以達(dá)到約2091m/st130μs時(shí)速度約為500m/s。 tt

tt

ttt70μs時(shí)射流出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，當(dāng)t91μs時(shí)射流頭部斷裂的一部分首先到達(dá)內(nèi)殼，開始穿透內(nèi)殼；約93μs時(shí)斷裂部分已經(jīng)完全穿透內(nèi)殼；t130μs時(shí)射流的主體部分也完全擊穿了內(nèi)殼，進(jìn)一步觀察金屬射流形088664422000642μs時(shí)候射流開始擊穿外殼，約90μs時(shí)射流開始擊穿內(nèi)殼，從圖中還可以還看出當(dāng)射流與007圖7為破口邊緣處的位移時(shí)程曲線，從圖中曲線可以看出其變化趨勢與破口的形成完t42.0μs射流到達(dá)時(shí)開始出現(xiàn)位移，破口邊緣處于t90.0μs射流到達(dá)時(shí)開始出現(xiàn)位移，由1初始破 外殼（42外殼（42μs內(nèi)殼（90μs外殼（154μs內(nèi)殼（154μs1所示，由表可得，外殼的初始破口大于內(nèi)殼的初流頭部的斷裂塊在t91μs時(shí)開始擊穿內(nèi)殼，斷裂塊的直徑較小，所以內(nèi)殼的初始破口較小。隨著射流的擊穿作用，破口不斷增大，約154μs時(shí)外殼破口與炸藥半徑無量綱化后約為SPHFEM方法的優(yōu)勢，建立三維聚能裝藥擊穿雙殼結(jié)構(gòu)模型，分析球4387m/s；內(nèi)、外殼皆被射流擊穿，PerezE.,FauquignonD.andChanteretP.Fundamentalstudiesofshapedchargemechanisms.Proc3rdInternSymponBallistics,Germany,1977.WalshJM.Plasticinstabilityofparticulationinstretchingmetaljets.JournalofAppliedLiuGR,LiuMB.Smoothedparticlehydrodynamics:Ameshfreeparticlemethod,WorldScientificPub.Co.Inc.,01Dec,2003.M.B.Liu,G.R.Liu,K.Y.Lam.Smoothedparticlehydrodynamicsfornumericalsimulationofunderwaterexplosion[J].ComputationalMechanics,2003,30(2):106-118.F.R.Ming,P.N.Sun,A.M.Zhang.InvestigationonchargeparametersofunderwatercontactexplosionbasedonaxisymmetricSPH.AppliedMathematicsandMechanics,2014,35,453-468.Z.F.Zhang,F.R.Ming,A.M.Zhang.Damagecharacteristicsofcoatedcylindricalshellssubjectedtounderwatercontactexplosion.Shock&Vibration,2014,ArticleID763607.2012:197-A.M.Zhang,F.R.Ming,X.Y.Cao.TotalLagrangianparticlemethodforthelarge-deformationanalysesofsolidsandcurvedshells.ActaMechanica,2014,225,253-275.DonningBM,LiuWK.Meshlessmethodsforshear-deformablebeamsandplates.ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,1998,152:47-71.LS-DYNATHEORETICALBirkhoffG,MacdougallDP,PughEM.Explosiveswithlinedcavities.JournalofAppliedMonaghanJ.J.Ontheproblemofpenetrationinparticlemethods.JournalofComputationalPhysics,1989,82:1-15.DobratzB.M.LLNLExplosiveHandbook,UCRL-52997,LawrenceLivermoreNationalLaboratory,Livermore,CA.Marc,AndreandMeyers.DynamicBehaviorofMaterials.Beijing:NationalDefenseIndustryRESEARCHONDAMAGEEFFECTOFSHAPEDCHARGEWARHEADTOSHELLSTRUCTURECAOXueyan,YAOXiongliang,ZHANG(HarbinEngineeringUniversity,CollegeofShipbuildingEngineering,Harbin,HLJ,150001,AbstractShapedchargewidelyusedintorpedoes,missilesandotherweaponswarhead,researchonshapedchargeisimportantforstudyingdamagecharacteristicsofshipstructure.Theprocessofshapedchargewarheaddamagetostructuresisfeaturedbyhighnonlinearityandtransientcharacteristics.Drivingbyexplosionproductstheshaperchargelineroverturnandformingmetaljettingbyaxialcompressed.Themetaljettingstretchandthinnerinthemovement,causinglocaldamagetothetargetstructure,thecomplexprocessishardtoestablishaprecisetheoreticalmodeltostudy.YetSPH(smoothedparticlehydrodynamics)asameshfreemethodhasagreatadvantageinsolvingsuchproblemsinvolveslargedeformationofthematerial.Inthispaper,basedonSPHmethodtheprocessofshapedchargeexplosionandmetaljettingissimulated,andtheloadcharacteristicsofshapedchargejetti