高能炸药冲击起爆数值模拟

论文摘要

在分析并验证圆柱体型平头铜弹撞击带盖板Comp B装药起爆情况的基础上,利用LS-DYNA模拟了圆柱形平头和圆头钨弹冲击带不同厚度钢盖板CompB装药的起爆过程,分析了起爆临界速度随盖板厚度的变化规律,讨论了发生XDT现象的原因和机理。结果表明,直接冲击起爆计算结果能够较好地符合Jacobs判据,圆头与平头钨射弹冲击带盖板CompB装药临界起爆速度满足关系式Vround≈1.15Vflat,XDT现象的发生是因为炸药被破坏及反射冲击共同作用所致,且XDT现象产生位置均在邻近底板的炸药界面处。最后,针对长方体型平头射弹,讨论了射弹密度、硬度变化对临界起爆速度的影响。并初步计算了某炸药部件的安全跌落高度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 实验研究概况
• 1.2.2 理论研究概况
• 1.2.3 数值研究概况
• 1.3 本文研究任务
• 第二章 基本理论
• 2.1 冲击感度试验介绍
• 2.1.1 最小起爆试验
• 2.1.2 隔板试验
• 2.1.3 猎枪试验
• 2.1.4 殉爆试验
• 2.1.5 射流或弹丸侵彻引起的起爆试验
• 2.1.6 持续脉冲起爆楔试验
• 2.2 炸药的冲击起爆机理
• 2.2.1 均质炸药的冲击起爆机理
• 2.2.2 非均质炸药的冲击起爆机理
• 2.3 炸药材料本构关系
• 2.3.1 炸药反应物及产物的状态方程
• 2.3.1.1 炸药反应物的状态方程
• 2.3.1.2 爆轰产物的状态方程
• 2.3.2 反应率方程
• 2.4 起爆判据
• 第三章 ANSYS/LS-DYNA程序介绍
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA简介
• 3.2 LS-DYNA基本算法
• 3.2.1 Lagrange算法
• 3.2.2 Euler算法
• 3.2.3 ALE算法
• 3.2.4 SPH算法
• 第四章 圆柱体型射弹冲击起爆过程的数值模拟
• 4.1 材料模型及反应速率模型的选取
• 4.1.1 惰性材料模型及参数的选取
• 4.1.2 高能炸药本构模型的选取
• 4.2 计算方法的选取
• 4.3 铜头射弹冲击起爆过程数值模拟
• 4.3.1 几何模型尺寸及网格划分
• 4.3.2 计算结果及分析
• 4.4 钢头射弹冲击起爆过程数值模拟
• 4.4.1 几何模型尺寸及网格划分
• 4.4.2 计算结果及分析
• 4.5 钨头射弹冲击起爆过程及延迟起爆现象数值模拟
• 4.5.1 几何模型尺寸及网格划分
• 4.5.2 计算结果及分析
• 第五章 长方体型射弹冲击起爆过程的数值模拟
• 5.1 材料模型及反应速率模型的选取
• 5.2 计算方法的选取
• 5.3 几何模型尺寸及网格划分
• 5.4 计算结果与分析
• 5.5 不同射材质弹与冲击起爆临界速度的关系
• 第六章 炸药意外跌落起爆过程数值模拟
• 6.1 简化模型
• 6.2 跌落起爆典型压力云图
• 6.3 安全跌落高度
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所发表的学术论文及其参与科研项目目录