来确 定“ 。对 于图 １中 的装 药 结 构 ， 能装 药 的 特 聚 征参数 主要 有炸 药 的特征 尺寸 （ 包括 装 药高度 及
ｌ ， ， ｔ ｔＣ ， ， Ｈ， Ｔ ， ｆ Ｅ ， ，ｔ ｔＺ ， Ｄ 盯
纲形 式 ：
Ｄｅ Ｚｅ Ｚｓ
， ，
ｆ
深 度误差 进行 了拟合 来验 证相 似律 在线 型聚 能切 割
器 （ Ｓ Ｃ 中是否成 立 。 ＬＣ ）
取 Ｚ 、 和 ｐ 作为 基本 量 ， 式 （ ） 写成 无 量 把 １改
影 响 因素有 ２ 个 ， ０ 由于线 型 聚能切割 器切 割靶 板 的 威 力 通 常 由侵 彻 深 度 Ｐ 来 表 示 ， 据 量 纲 相 似 理 根 论 ， 彻深 度 Ｐ应该 是 上述 ２ 侵 ０个参 数 的 函数 ， ： 即
Ｐ一 厂 １ Ｄ，ｅ ｓ ｓ ｓ ， ｃ， （ 』 ０ ｅ ， ， ， ， ， ＼ １ ，， ｚ ｚ ＰＥ ｅ ｖ ）
为主 。随着 计算 机 技术 和数 值 分 析 方 法 的发 展 ， 数
值 模拟 逐渐 成为研 究 聚能装 药 的一 种重 要方 法 。 对 于 同 一 几何 形 状 相 似 的装 药 存 在 着 线 性 关 系 ， 种装 药是 另一 种 装 药放 大 １个 线 性 因子 比例 某 的结果 ， 这两 个 装 药 的几 何 形 状 是 相 似 的 。 自法 则
ｗｈｃ ａ ｉｆｅ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｒ ｔｏ ｐ ｎ ｔａ ｉｇ ｓｅ ｌｔ ｒ ｅ ｓｓｍｕａ ｅ ｉｈ ｓ ｔｓｉｄ ｔ ｅｓｍｕａ ｉ ａ ｉ ｅ ｅｒ ｔｎ ｔ ｅ ａ ｇ ｔｗａ ｉ ｌｔｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｅ ｅ ｄ ａ ｄ ｏ ｎ ｈ ｐ ｅ ｆｊｔｈ ａ ｎ
部 速 度和侵 彻深 度是 否满 足 模 拟 比； 后对 满 足 几 最 何 相 似率 而相似 比不 同 的模 型 进 行 了模 拟 ， 侵 彻 对
弹一 相对 位形 的主 要影 响 因素 有 炸高 Ｈ 和倾 靶
角 。 ２ ２ 侵 彻 相 似 率 ．
综 上 所述 ， 线性 聚 能 射 流侵 彻靶 板 过 程 中 主要
第 １ ８卷 第 ２期 ２ ０ １ ２年 ６月
工 程 爆 破
ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＢＬＡＳＴＩ ＮＧ
Ｖｏ１ １ ． ８，ＮＯ ２ ．
Ｊ ｎ ２ ２ ｕｅ ０１
文章 编 号 ：１ ０ — ７ ５ （ ０ ２ ０ —０ １ —０ ０ ６ ０ １２ １ ）２ ０ ８ ４
ｓｍｕｌ ｔｏｎ ｒ ｓ ｔ ｒ ｏ ｄ ｔ ｏｒ ｅ ｔ ｂｙ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ ｔ ． Ｔｈｅ ｈｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｉ ａ ｉ ｅ ｕｌｓ ｗｅ ｅ ｐｒ ｖｅ ｏ ｂｅ ｃ ｒ ｃ ｏ ｒｓ ｎ ｗｉｈ ｔ ｓ ｅ ｕｌｓ ｎ ｔ ｒ ｃ ｓ ｆ ＬＳＣＣ
器切割靶板过程中是成立的。
关键 词 ： 线型聚能切割器 ；靶板 ； 量纲理论 ；相似率 ； 数值模拟
中 图 分类 号 ： Ｊ １． ３ ； Ｄ ３ ． ７ Ｔ４０ ３ ３ Ｔ ２５４
文 献标 识 码 ：Ａ
Ｎ Ｕ Ｍ ＥＲＩ ＣＡ Ｌ Ｍ Ｕ ＬＡＴ Ｉ ＳＩ ＯＮ ＯＦ Ｎ ＡＬＯ ＧＵ Ｅ Ａ ＲＵ ＬＥ Ｎ Ｈ Ｅ Ｉ Ｔ ＰＲＯＣＥＳＳ ＯＦ Ｎ ＥＡ Ｒ ＬＩ ＳＨ Ａ ＰＥＤ ＣＨ Ａ ＲＧ Ｅ ＣＵ ＴＴ ＥＲ ＰＥＮＥＴ ＲＡ ＴＩ Ｇ Ｈ Ｔ ＡＲＧＥＴ Ｎ Ｔ Ｅ ＰＬＡ Ｔ Ｅ
Ｄ己 Ｘｕ —ｉｎ ， ｅｌａ ｇ，ＧＯＵ ｉｊ ｎ，Ｈ ＯＵ ｏ ｇ ｘ ａ Ｈ Ａ Ｎ ｉ — ｏ ｇ Ｒｕ— ｕ Ｈ ｎ — ｉ ｏ， Ｊ ａｈ ｎ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃ ｅ ｃ ｌＥｎ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｓ ｈ ｏ ｈ ｍｉａ ｇｉ ｅｒｎ ｎ ｖ ｒ ｎ ｎ ，Ｎｏ ｔ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｃｈ ｎ ｏ ｒｈ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｉ ａ，
ｓｍ １ ａ ｉ ｉ ｌ ｔｏｎ 】
１ 引 言
线 型聚 能 装 药 （ Ｓ 也 称 平 面 对 称 型 聚 能 装 Ｌ Ｃ） 药 ， 型罩呈 楔形 。当 药 型罩 受 到 炸 药 爆 炸后 所 形 药 成 高温高 压 的爆轰 产 物 作 用 时 ， 内壁金 属 在 对 称 其 平 面挤 出一块 向装 药 底 部 高 速运 动 的金 属 射 流 ， 与
厶
Ｐ
一ｆｚ，ｓ ｌｅ ， Ｚ Ｈ＼
—
．
’’ ｝
聚能装 药 爆 轰 时 ， 药对 药 型罩 的作 用 主要 与 装 爆轰 波参数 、 轰 后期 产 物 及 装 药量 有关 。爆 轰 波 爆
参数 主要有 压力 Ｐ 、 ｄ 密度 、 质点运 动速 度 Ｕ 、 声
作 者 简 介 ： 学 良 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 要从 事 兵器 安 全工 程 。 杜 在 主
杜 学 良等 ： 型 聚能 切 割 器切 割靶 板 过 程 相 似 率 的 数 值 模 拟 线
・１ ・ ９
国 Ｂ ｒｒｎ ｅｔａ ｄＪ在 １ ４ ８ ８年 建立 了相 似第 １定理 以来 ， 相 似 律 一 直 被 补 充 和 完 善 ，并 得 到 广 泛 的 应 用 ，
同， 则式 （ ） ２ 和式 （ ） ３ 可简化 为 ：
图 １ 聚 能 射 流 侵 彻 靶 板 模 型
Ｆｇ １ Ｓ ｅｃ ｆｓ ａ ｅ ｈ ｒ ｅｊｔｍｏ ｅ ｉ． ｋ ｔｈ ｏ ｈ ｐ ｄ ｃ ａ ｇ ｅ ｄ ｌ
一
豢， ，卜 Ｊ ’ Ｃ ７ ＋ ’ Ｈ ｆ ｌ
（ ４ ） （ ５ ）
ｏ’｜ ’ ” ７ ｔ ｔ ｄ ＿ｔ ｔ ｏ ｔ ｜ ’ ６ ’ 。
ｐ ｔ
Байду номын сангаас如果 另一 模 型也满 足式 （ ）即 ： ２，
Ｉ Ｄ
’
Ｄ
Ｐ 一－ ， ， ｛ Ｉ
Ｃ
ｐ
． Ｄ
， Ｅ
—— 广
— ；＝， ａ ／ ｔ
ｔ
若 两模 型 的装 药 型 号 、 药 密 度 、 型 罩 、 壳 装 药 外 和 靶板 材料 、 型罩 锥 角 和 弹靶 相 对 位 形倾 角 均 相 药
线 型 聚 能切 割器 切 割 靶 板 过 程 相 似 率 的 数值 模 拟
杜 学 良 ，苟瑞 君 ，候 红 霄 ，韩 加 宏
（ 中北 大学化 工 与环境 学 院 ， 太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
摘 要 ：利用相 似理论分析 ｌ线型聚能切割器（ Ｓ Ｃ） 『 Ｌ Ｃ 切割钢靶 板过程 的相似参数 ， 立了该钢 靶板 建
的相 似 率 关 系 。在 此 基础 上 以文 献 ［ ］ 的线 型 聚 能 切 割 器 为 计算 模 型 ， 用 ＡＮＳ ／ － ５中 应 ＹＳ Ｉ ＤＹＮＡ Ｄ 软 Ｓ ３
件 对 其 进 行 模 拟 ， 过 与 试验 结 果 对 比 证 明 了模 拟 的 正确 性 。 然 后 对 满 足 模 拟 比 的 聚 能 切 割 器切 割 靶 通 板 的过 程 进 行 了模 拟 ， 比分 析 了其 射 流头 部 速 度 及 侵 彻 深 度 。 结 果 表 明 ， 似率 模 型在 线 型 聚 能 切 割 对 相
一厂 ， ， ＼ ｛ ’ ’ ｝ 』
若装 药 的特征 尺寸 、 药型 罩和外 壳 的特征 尺寸 、
炸高以及靶板 的特征尺寸， 均满足相似 比 等 一 ，
Ｚｓ
一
速Ｃ 和爆 速 Ｄ ， 。根据爆 轰理 论 ， 些参 数 又最 等 这 终可 由炸药 多方 指 数 ｙ 、 药 密 度 及 其 爆 速 Ｄ 装
收 稿 日期 ： ０ １ ０ —０ ２ １ ９ １
靶 板发 生作 用并对 其 进行切 割 。由于线 型聚能 装 药 涉及炸 药 的爆轰 ， 材料 在 高温 、 高压及 高 应变 率下 发 生大变 形 等复杂 的力 学 问题很 难用 传统 的力 学公 式 描述 ， 以前人 对线 型 聚 能 装 药 的研 究 主要 以试 验 所
ｔ ｅ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ｌ ｚ ｄ． Ｔｈｅ ｎ ｈ ｅ ｅ ｒ ｔｏｎ ｄ ｐ ｈ ｗ ｒ ｏ ａ ｅ ｎ ｎａ ｙ ｅ ｕｍ ｅ ｉａ ｅ ｕ ｔ ｎｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ａ ａ ｏ ｒｃ ｌｒ ｓ ｌｓ ｉ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｌ ｇｕｅ ｒ ｅ ｕｌ ｍ ｏ ｌｉ ｅ ｂ ｅ ｉ ｈｅ ｐｒ ｃ ｓ ＣＣ ｅ ｅ ｒ ｔｎｇ ｓ ｅ ｌｔ ｒ ｅ ． ｄｅ ｓ ｔ ｎａ ｌ ｎ ｔ ｏ ｅ ｓｏｆＬＳ ｐ ｎ ｔ ａ ｉ ｔ ｅ ａ ｇ ｔ Ｋ ＥＹ ＯＲＤＳ： Ｌｉ ａ ｈ ｐｅ ｈ ｒ ｕｔｅ ； Ｔａ ｇｅ ａ ｅ；Ｄｉ ｅ ｉ ｎａ ｈｅ ｒ Ｗ ｎｅ ｒｓ ａ ｄ ｃ ａ ｇｅ ｃ ｔ ｒ ｒ ｔｐｌ ｔ ｍ ｎｓｏ ｌｔ ｏ ｙ； Ａ ｎ ｌ ｇｕｅｒ ｌ Ｎ ｕｍ ｅ ｉａ ａｏ ｕ ｅ； ｒｃ ｌ
ｔ ｂ ｉｈ ｄ ａ ｌ ｅ ．Ｔｈ ｄ １ ｆＬＳ ｎ ｔ ｅｌ ｅ ａ ｕ ｅ５ ｗａ ｉ ｌｔ ｄｗｉｈ ＡＮＳ ／ Ｓ ＤＹＮＡ ｏ ｔ ｒ ｎ ｈ ｓ ｅｍｏ ｅ ＣＣ ｉ ｈ ｉ ｒ ｔ ｒ ｓｓｍｕ ａｅ ｔ ｏ ｔ ＹＳ Ｌ — ｓ ｆｗａｅａ ｄ ｔ ｅ
２ 理 论 分 析
２ １ 相 似 理 论 分 析 ．
Ｐ
— 一
，
，
，
，
ｒ
／ ＼ ／
Ｃ Ｅ Ｃ Ｈ
Ｊ
（） ２
根 据相 似 理 论 ， 响 聚能 射流 的参 数 主要 来 自 影 ３个方 面∞ ： ①聚 能装药 （ 括 炸药 、 壳 及药 型 罩 ） 包 外 的特 征参 数 ； 靶 板 的 特征 参 数 ； 弹一 的相 对 位 ② ③ 靶 形 的特 征参 数 。聚能切 割器切 割靶 板模 型见 图 １ 。
服强 度 和靶 板的特 征 尺寸 Ｚ 包 括 靶板 的长 度 、 （ 宽 度和厚 度 ） 。