w型微爆索聚能射流计算及数值模拟

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1、硕士论文w型微爆索聚能射流计算及数值模拟摘要随着爆炸聚能切割技术的发展，人们开始广泛利用微型聚能爆炸切割索(微爆索)去切割金属及其它脆性材料。本文为了切割某水下设备的有机玻璃密封装置，设计了一种采用了挠性炸药，带有W型药型罩的微爆索，并对其性能进行了研究。本文从试验、理论计算和数值模拟三个方面对W型微爆索进行了研究。首先根据挠性炸药的传爆能力设计了截面尺寸为2．5幸2．5聊肌的微爆索，并通过10垅垅有机玻璃切割试验验证了该微爆索的传爆能力和切割能力；然后根据现有的聚能射流准定常理论，给出了一种带侧壁药型罩的射流计算方法，编程计算了药型罩不同位置的压垮速度

2、、压垮角和射流速度，分析了侧壁对射流速度的影响，结果表明了同尺寸的W型药型罩和V型药型罩，前者的射流速度更大，侵彻能力更强：最后利用LS．DYNA非线性动力学程序对W型微爆索侵彻钢板及有机玻璃靶板进行了数值模拟，模拟结果证明了该W型微爆索用于韧性材料时最佳炸高大于零，而用于脆性材料时最佳炸高接近于零。另外在数值模拟时采用了自适应网格重划分、多物质ALE及SPH三种不同算法，发现在计算聚能射流侵彻这类大变形的非线性动力学问题时，三种算法的计算精度相差不多，而SPH算法不需要定义接触，不会发生网格畸变，且容易跟踪粒子信息获得位置、速度和加速度等结果，因此SP

3、H算法在这类问题的数值计算方面更为适合。关键词：微爆索，爆炸聚能切割，有机玻璃板，聚能射流，数值模拟speed，cmshedaJlgle，jetVeloci够ofdi虢rentlinearlocationssotllatwecaIlaIlalysisthatmejet谢11havewhatl【iIldofimpactbysidewalls．TheresultSshowthatwimmes锄esizeofw-咖eMDCandV—t)rpeMDC，tllefomerhaSagrea：terspeedaIldpenetrationabil蚵thalll雒er．

4、Finally，then啪ericalsimulation0nw．typeMDCc皑ingofsteelplateandPMMAplateiscarriedoutuSingexplicitelementcodeLS-DYNA．Simulationresultsshow儆tmebeStstalldo行dis切ncewasgreaterzer0Whenw-t)，peMDCcuttoughnessmaterials．But，thebeStstalldofrdistaIlcew弱closetozerowhenw_够peMDCcutbmlematerials．II

5、laddition，吐lreealgorimmswhichisadaptiVe，multi—materialsarbitra珂lagr肌gian-euleri锄(ALE)alldsmootllpaniclehydrodyn锄ic(SPH)w嬲llsediIltIlesinmlation．Wrec觚findthattheaccuracyofmreealgoritllIIls、vasalmostthes锄ewhenitcalculatedsuchlargedefomlationproblemsofnonlineardyn锄icsa_boutshapedjet

6、penetration．Ho、ⅣeVer，SPHalgo打thmiIldealing埘tll“sproblemismoresui切blebecauseitdidn’tdefinethecontact，didn’toccurringmeShdiStonion，eaSytraCkt11eparticleinfomationtogetposition，Veloci够andaccelerationresultsect．Keywords：Micr0一detonationcord，ExplosiVec眦ing，PMMAplate，Sh印edcha玛ejet，N吼er

7、icalsimulationIIw型微爆索聚能射流计算及数值模拟目录摘

8、耍。．．．．。。．．。．．．．。．⋯．．。．．．．．．。．。．．．⋯．．。。。。．．．．．。．．．．。．．．．．．．．。。⋯．．．。。．。．．．．．．．．．．．⋯．．．。．IAbStract．。．．。．．．。．．．．．．．．．．．⋯．．。。．。．．。．。。．．．。．．．。。．．。。．．．．．⋯⋯。．．。．．．．．。．。．．。．．．．．．．。．．．．．．⋯．IIl绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1本课题的研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

9、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。11．2聚能切割器的研究历史与现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯