ansys聚能装药与新型爆炸反应装甲作用过程研究(6)

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2.3 射流引爆爆炸反应装甲机理

根据研究[13]，射流在穿过单层反应装甲时，是由于射流本身的冲击和进入夹层炸药的冲击波在上下飞板之间来回反射的作用，才引爆夹层装药的。新型爆炸反应装甲的起爆机理与单层反应装甲的起爆机理类似，只不过在通过第一层反应装甲以及前装甲后，射流已经受到干扰，剩余射流要顺利引爆第二层反应装甲就必须拥有足够的能量，也就是临界起爆常数 K 更高了。在研究时，我们将新型反应装甲可以看成与单层反应装甲相同，但实际上新型爆炸反应装甲，其爆轰场会互相影响，运动的飞板也会相互作用，对射流的干扰时间、干扰区域比单层反应装甲都来得高，所以新型爆炸反应装甲的起爆判据也就复杂得多。

L. E. Murr 等[14]学者采用理论分析方法，研究了射流与反应装甲的相互作用。研究表明：

对射流侵彻能力影响最明显的因素是面板厚度、炸药层厚度、射流入射角度和位置，最佳的面板厚度和炸药层厚度是 5～10mm，射流入射角度小于 45°时，爆炸反应装甲效率最高。

A. Koch[15]等人就射流引爆爆炸反应装甲进行研究,通过对装有不同夹层炸药的爆炸反应装甲的起爆感度进行测试,得到射流冲击方向与爆炸反应装甲表面法向构成的夹角增大时,爆炸反应装甲的起爆阈值随之增大,且当夹角为 0°,即垂直作用时起爆阈值最小。同时射流的密度、头部速度、头部直径和填充炸药的类型对爆炸反应装甲的起爆阈值也有较大的影响。

南京理工大学黄正祥，陈惠武[16]等人采用数值计算方法模拟了双层爆炸反应装甲在聚能

本科毕业设计说明书第 7 页

射流作用下的爆炸过程，得到反应装甲在起爆后各面板的运动规律和相互作用过程，以及双层爆炸反应装甲在不同起爆点条件下的运动规律，并用实验进行了验证。

曾凡君[17]等人在能量引爆准则的基础上，研究了射流对爆炸反应装甲的起爆机理。利用高速 X 光脉冲摄影技术对穿过每层爆炸反应装甲的射流头部速度和射流直径进行测定,通过归纳总结得到双层爆炸反应装甲的引爆判据数值,并讨论了引爆爆炸反应装甲的影响因素。

2.3.1 影响射流引爆反应装甲的因素

聚能射流与爆炸反应装甲相互作用过程中，是否能引爆爆炸反应装甲中的夹层炸药，受到很多因素的影响。通过大量试验结果总结了：射流速度、直径、夹层炸药厚度与冲击感度、金属板厚度、材料以及射流与夹层炸药的撞击角度等都是决定射流是否能引爆爆炸反应装甲的重要因素[18]。

聚能射流与爆炸反应装甲夹层炸药的作用过程中，入射的冲击力取决于射流速度,射流速度越高,冲击产生的压力就越高,与夹层炸药的反应越剧烈，因此,射流速度是是否可靠引爆爆炸反应装甲过程的主要因素。射流的头部冲击炸药时,动压力一般可达几十万个大气压,而射流其余部分也会产生较高的动压力。射流头部直径主要影响射流前驱波的形状,由于射流前驱波的形状一般为弯曲波,因此,射流头部直径越大,前驱波的曲面度就越小,侧向稀疏波越难以影响前驱波。来!自~751论-文|网www.751com.cn

因此，本次研究主要是研究射流速度和头部直径对引爆爆炸反应装甲的影响，通过设计不同的聚能装药结构来改变射流速度和直径。设计了 20mm、30mm、40mm、56mm 四个不同装药直径的弹药，利用 LS-DYNA 软件进行模拟。显然，当装药直径越来越小，射流的速度和直径都会变小，射流所具有的能量也随之变小，也就越难以引爆爆炸反应装甲。