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    隔板材料为尼龙,隔板厚度为40mm、50mm、60mm时前级爆轰对随进子弹头部的压力峰值见表2.2.6。
    表2.2.6 隔板为尼龙时随进子弹压力峰值
    隔板厚度b(mm)    40    50    60
    压力峰值px’(GPa)
    2.92    1.77    1.07
    隔板厚度从0mm到100mm时,随进子弹头部压力峰值曲线见图2.2.6。
    由上文计算数据的对比计算可以看出,无隔板时弹头压力峰值较大,在距离为80mm时,超压值依然大于2GPa,故不选用无隔板方法。下面分析冲击波在隔板为四种不同材料中的衰减,衰减曲线对比见图2.2.7。
     
    图2.2.2 无隔板时随进子弹头部压力峰值
     
    图2.2.3 隔板为45钢时随进子弹头部压力峰值
     
    图2.2.4 隔板为LY12铝时随进子弹头部压力峰值
     
    图2.2.5 隔板为有机玻璃时随进子弹头部压力峰值
     
    图2.2.6 隔板为尼龙时随进子弹头部压力峰值
     
    图2.2.7 隔板为不同材料压力衰减曲线对比
    由图2.2.7的曲线对比可知,在隔板厚度为20mm~100mm中,有机玻璃的传入初始压强最小,冲击波衰减最快,隔爆效果最好;45钢的传入初始压强最大,冲击波衰减最慢,隔爆效果最差;LY12铝的传入初始压强比尼龙的大,但是二者在隔板厚度为55mm以上时,压力衰减状况相差不多。
    若选择有机玻璃为隔爆材料,有机玻璃在前级装药在爆炸过程中被破坏成很多小颗粒,则会对后级随进子弹的外形和姿态造成影响,故可以选用尼龙或LY12铝作为隔爆材料。LY12铝的密度要比尼龙大得多,由于隔板的密度越小越有利于二级随进战斗部的侵彻,提高战斗部威力[24]。故选择尼龙作为隔爆材料,隔板厚度选择60mm,此时随进子弹压力峰值为1.07Gpa。
    这种情况下,可继续计算出从隔板材料(尼龙)传入随进子弹弹头材料(45钢)的压力峰值,该情况为反射增强,可通过式(2.2.4)、式(2.2.6)与式(2.2.8)联立方程组,并带入表2.2.1中45钢的材料参数,解得传入随进子弹头部的压力峰值P=2.48Gpa。
    2.2.6  冲击波对随进子弹影响有限元仿真
    为研究前级装药爆炸对随进子弹的影响,验证理论计算结果的正确性,应用ANSYS/AUTODYN-2D显式非线性动力学的有限元分析软件,对本串联战斗部内部前级装药和随进子弹进行仿真。
    流体力学计算方法按采用坐标系的不同分为Lagrange方法和Euler方法两大类[25],Lagrange方法的特点是网格随物体移动,不同物质之间的界面能够清晰地表示出来,但在计算大变形问题时会遇到网格扭曲和变形等困难;Euler方法能计算大变形问题,但难以精确地描述物质的界面,因此计算格式的精度和物质界面的处理是Euler方法的两个关键内容;近期发展的SPH、DEM等无网格方法发展较晚、精度较低,所以应用较少。在本次有限元计算中,为避免Lagrange网格在爆炸过程中由于附着在炸药材料上、爆轰气体变形较大时出现的网格严重畸变所引起的数值计算困难,故选用Euler网格建模。作用区域用内能为206640J的空气填充,空气四周设置Flow-out边界条件,以防止爆轰产物在空气边界处进行反射,干扰内部计算。
    前级装药采用8701高能炸药,使用Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程描述炸药的爆轰及动能的释放过程,以炸药爆轰产物压力p表示的JWL状态方程为[26]:
               (2.2.13)
    其中:E——初始比能
          v——爆轰产物相对体积
          A、B、R1、R2、ω——常数
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