一种计算聚能装药对混凝土侵彻效应的新方法

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1、万方数据第30卷第3期计算机仿真2013年3月文章编号：1006—9348(2013)03—0010—04一种计算聚能装药对混凝土侵彻效应的新方法毛亮，姜春兰，王在成，王超(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081)摘要：为准确地评估聚能装药对混凝土的侵彻效应，有效地摧毁目标，提出了一种采用数值仿真与工程计算相结合的方法。利用仿真分析软件对聚能装药形成金属流的过程进行数值仿真，并提取触靶前金属流的相关特性参数；建立聚能金属流对混凝土侵彻的工程分析模型，并将触靶前的特性参数代人到T程经验模型中

2、，从而得到金属流对混凝土的开坑孔深和孑L径。以某聚能装药结构为例，采用改进方法进行了计算，并与试验结果进行了对比，研究结果表明，通过改进方法求得的开孔孔深和孑L径与试验结果较为一致。研究结果可为反混凝土目标的聚能装药结构设计提供参考。关键词：聚能装药；侵彻效应；数值仿真；混凝土中图分类号：TJ413文献标识码：ANewMethodofCalculatingthePenetrationEffectinConcreteTargetbyShapedChargeMAOLiang，JIANGChun-lan，WangZ

3、ai-cheng，WANGChao(StateKeyLaboratoryofExplosionScienceandTechnology，BeijinginstituteofTechnology，Beijing100081，China)ABSTRACT：Anewapproachwhichcombinesnumericalsimulationwithengineeringcalculationwasputforwardtoevaluatethepenetrationeffectofshapedchargetoco

4、ncrete．First，theformationofmetaljetwasanalysedwithsimu—lationanalysissoftwareandthecharacteristicswerecalculatedbeforeitscontactwiththetargetplate．Thentheengi-neeringcalculationwasbuilt，thecharacteristicscalculatedbeforewereusedandthedepthandradiusofthehole

5、cre-atedbymetaljetinconcretewereobtained．ExemplifiedinaShapedChargeStructure，thecalculationresultwasac—quiredandcomparedwiththeexperiment．Theresearchrevealsthatthecalculationresultissatisfiedandtheap—pruachcanbeareferenceofthedesignofshapedchargeagainstconc

6、rete．KEYWORDS：Shapedcharge；Penetrationeffect；Numericalsimulation；Concrete1引言目前，对混凝土目标的打击多采用串联战斗部结构形式，前级聚能装药爆炸后形成聚能金属流，首先在目标表面预先钻出一个深洞，然后二级杀爆战斗部随进钻入混凝土内部爆炸，从而可将目标有效的摧毁⋯。可见，前级聚能装药结构的设计是关键，既要满足爆炸后形成的金属流能侵彻一定的深度，而且还要保证开出的孔具有一定的孔径。根据多年来研究的结果表明，要满足以上两点设计要求，设计的药型罩

7、爆炸后最好能形成聚能杆式侵彻体。由于聚能杆式侵彻体与传统的聚能射流和EFP有很大的不同，目前它的形成机理以及工程算法的研究很少“，在对能形成此类金属聚能流的装药结构的设计也多采用“画加打”的形式，这样不仅导致设计周期较长，而且设计成本也较高。收稿日期：2012-01—13修回13期：2012—07—09一10一因此，为了能够既快又好地设计出满足要求的聚能装药结构，建立一种能准确对所设计的聚能装药侵彻混凝土的效应进行预估的方法十分有必要。本文提出了通过采用商业仿真软件对聚能装药爆炸形成金属流的过程数值仿真，并提

8、取触靶前的金属流的特性参数，然后将其特性参数代人对混凝土侵彻的工程算法中，得到开孔的孔径和孑L深，从而便可对聚能装药结构方案的合理性进行准确地评估。2聚能金属流形成数值仿真是近些年来辅助工程设计的一种重要手段，它可以展现复杂的中间过程，揭示某些事物的本质。聚能装药爆炸驱动金属药型罩形成金属流的过程相当复杂，它不仅与炸药的爆轰性能及爆轰波的形状有关，而且还与药型罩的形状、壁厚以及壳体等因素有关。目前关