简易平面波发生器及飞片冲击实验(14)

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(×10-3μs) 飞片Δt'max

(μs) 飞片速度

(m/s)

1 15.8 3.6 25.6 0.127 3 1 707

2 15.6 3.6 25.5 0.1697 1 708

3 15.4 3.6 25.7 0.183 8 1 708

4 15.6 3.4 28.6 0.141 0 1 700

5 15.2 3.6 25.6 0.1838 1 708

6 15.4 3.4 28.5 0.1414 1 700

对比表3.8中1~6组计算的测试点处飞片平面度，由以下几点发现：

a) 经过内径为15.8 mm、厚度为3.6 mm的铝环调整后的飞片的平面性最好；

b) 计算得的飞片的平面度与主药柱主准平面波的平面度不完全成正比，但经过筛选后的铝环尺寸下简易平面波发生器能使飞片平面度的时间差小于0.2 μs；

c) 经铝环调整后的准平面波作用于飞片后，飞片的平面性不一定比完全面起爆的爆轰波直接作用于飞片得到的平面性差，如第一组数据。

分析造成这些现象的原因并总结为以下几点：

a) 由于空气介质的初始压力和密度都很低，当爆轰波传播到药柱侧面边界时，就有稀疏波从分界面向爆轰产物内传播，对产生的准平面波造成影响，使其在传播过程中平面度下降；

b) 爆轰波传播到炸药—铜分界面时，产生反射波和透射波。此外，还需考虑到飞片的剧烈变形，于是，准平面波波形发生改变。

c) 除了冲击波外，爆轰产物也参与推动飞片运动，因此飞片运动速度的平面度不止取决于推动其运动的冲击波的强度。

3.6 基于数值仿真的工程模型修正

由第二章内容知，基于工程模型计算得到铝环的最佳尺寸为Φ(35-16) mm×1.2 mm。用该尺寸的铝环进行数值仿真，得到爆轰波的平面度为0.076 μs，仿真结果如图3.10所示。与其他尺寸的铝环相比，该尺寸下的仿真得到的波形平面度不高。

图3.10 工程模型计算得到的铝环尺寸仿真结果

经分析发现，出现计算结果差异的主要原因有两点：一方面，炸药的爆炸后参数是一个逐渐增长的过程，由于药柱尺寸较小，爆轰波传至分界面时，爆轰产物还没达到C-J状态；另一方面，爆轰产物膨胀规律与球形装药的膨胀规律并不相符。实际上，由于爆炸产生的超压峰值本身就具有一定的离散性，尤其是爆心附近的压力峰值难以准确预测，以至于各种经验公式对其压力峰值无法准确预测[30]。