力学季刊

作者：李明飞，窦益华，曹银萍，于洋

关键词：套管动力强度,动态力学分析,射流速度,ALE法,爆轰波叠加

<p>聚能射孔是包括炸药爆轰、药型罩压垮形成射流、射流侵彻射孔枪和套管的复杂动态过程，包含能量、质量、速度、变形之间的转化和平衡．本文应用LS-DYNA 软件，建立射孔弹-射孔枪-套管三维模型，应用ALE算子分离算法，每一迭代步分为两阶段，先执行网格随物质运动的拉格朗日算法，再执行穿过单元边界的质量、内能和动量的欧拉映射算法，实现爆轰过程、药型罩固流转化、射流高速侵彻套管的大变形和流固耦合仿真，分析爆轰波叠加对能量、密度、射流速度和套管强度影响．一枚射孔弹射孔时，总能量转化为金属射流能量的转换率为13.1 %，三枚时为23.1 %，爆轰波叠加引起射流转化能量增强．三枚的射流总能量达到133 kJ，超过三个单枚之和75 kJ 的77.3 %，说明爆轰波重叠使得爆轰产物对射流能量有持续补充作用，对提高孔深有利．射孔弹增加，射流平均能量增大，爆轰产物平均能量减小，但射流和爆轰产物总能量增大，说明弹间的相互作用强烈，爆轰更彻底，对提高孔深有利．三枚较一枚射孔弹射穿套管的时间提前了8 &mu;s，最大应力增加了260 MPa，三枚射孔弹时，套管应力值超过材料屈服强度范围较单枚增加了2.5 mm 的圆环，爆轰重叠区域中心的套管应力为965 MPa，较单枚时的226 MPa 提高了739 MPa，说明爆轰波弹间叠加加重了对套管的伤害．本文实现了射流形成机理、能量和速度转化和射流侵彻过程的流固耦合动态力学分析，搞清了爆轰波叠加对能量、密度、射流速度和套管强度的影响规律．</p>

来源：2019年第2期

《力学季刊》期刊编辑部

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