兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (8): 240876-.doi: 10.12382/bgxb.2024.0876
向镜安1, 王海福1, 闫月光1, 曲利峰2, 葛超1,*()
收稿日期:
2024-09-20
上线日期:
2025-08-28
通讯作者:
基金资助:
XIANG Jing'an1, WANG Haifu1, YAN Yueguang1, QU Lifeng2, GE Chao1,*()
Received:
2024-09-20
Online:
2025-08-28
摘要:
活性内芯侵爆结构作用多层目标展现独特的自分布爆燃释能、力化耦合时空穿爆特性,在靶后空间形成多峰值、长持续爆燃反应超压,爆燃反应演化行为与靶后超压形成机理复杂。针对这种独特的释能行为,开展不同速度侵爆结构侵彻间隔结构靶试验,建立描述活性内芯靶后空间爆燃行为的等效爆燃点模型与活性材料爆燃超压模型,揭示侵爆结构侵彻多层间隔靶后自由场超压特性形成机理。研究结果表明:侵爆结构以594~819m/s碰撞结构靶,产生对应范围为2.54~3.92GPa的碰撞应力,均在第3层靶板出现最大超压峰值,超压峰值随着碰撞速度的增加从0.0607MPa增加至0.246MPa;依据等效爆燃点模型,侵爆结构在靶后20.73mm距离内发生剧烈爆燃反应;侵爆结构头部厚度、碰撞速度、靶板厚度等参数通过影响有效激活芯体质量耦合影响爆燃超压峰值。通过对比试验数据与拟合模型,验证了活性材料爆燃超压模型的准确性,可为侵爆结构后效毁伤研究提供支撑。
中图分类号:
向镜安, 王海福, 闫月光, 曲利峰, 葛超. 活性内芯侵爆结构侵彻多层间隔靶自分布释能机理与模型研究[J]. 兵工学报, 2025, 46(8): 240876-.
XIANG Jing'an, WANG Haifu, YAN Yueguang, QU Lifeng, GE Chao. Mechanism and Theoretical Model of Self-distributed Energy Release Behavior on Reactive Filling Structure Penetrating Multi-layered Plates[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(8): 240876-.
图4 侵爆结构多峰长时爆燃冲击波超压特性
Fig.4 The deflagration shock wave overpressure phenomenon showing the typical multi-peak overpressure and enlarged positive pressure duration of penetration structure
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | |||||||||||
峰值幅值/MPa | 0.019 | 0.014 | 0.013 | 0.011 | 0.009 | 0.007 | 0.061 | 0.048 | 0.056 | 0.017 | 0.083 |
到达时刻/ms | 4.90 | 5.80 | 6.60 | 7.26 | 8.64 | 10.37 | 15.17 | 16.32 | 18.71 | 20.51 | 22.77 |
正压作用持续时间/ms | 6.858 | 18.648 | 4.759 | 19.495 |
表1 594m/s爆燃冲击波峰值特性
Table 1 Peak characteristics of deflagration shock wave overpressure at 594m/s
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | |||||||||||
峰值幅值/MPa | 0.019 | 0.014 | 0.013 | 0.011 | 0.009 | 0.007 | 0.061 | 0.048 | 0.056 | 0.017 | 0.083 |
到达时刻/ms | 4.90 | 5.80 | 6.60 | 7.26 | 8.64 | 10.37 | 15.17 | 16.32 | 18.71 | 20.51 | 22.77 |
正压作用持续时间/ms | 6.858 | 18.648 | 4.759 | 19.495 |
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | ||||||||||
峰值幅值/MPa | 0.021 | 0.037 | 0.027 | 0.058 | 0.109 | 0.062 | 0.249 | 0.071 | 0.177 | 0.174 |
到达时刻/ms | 3.81 | 5.91 | 6.88 | 10.67 | 15.78 | 18.281 | 19.983 | 19.921 | 22.689 | 26.455 |
正压作用持续时间/ms | 5.760 | 9.652 | 21.142 | 23.909 |
表2 616m/s爆燃冲击波峰值特性
Table 2 Peak characteristics of deflagration shock wave overpressure at 616m/s
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | ||||||||||
峰值幅值/MPa | 0.021 | 0.037 | 0.027 | 0.058 | 0.109 | 0.062 | 0.249 | 0.071 | 0.177 | 0.174 |
到达时刻/ms | 3.81 | 5.91 | 6.88 | 10.67 | 15.78 | 18.281 | 19.983 | 19.921 | 22.689 | 26.455 |
正压作用持续时间/ms | 5.760 | 9.652 | 21.142 | 23.909 |
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | |||||||||
峰值幅值/MPa | 0.037 | 0.071 | 0.040 | 0.025 | 0.246 | 0.0283 | 0.097 | 0.416 | 0.164 |
到达时刻/ms | 4.14 | 5.28 | 5.82 | 7.66 | 10.86 | 12.17 | 11.34 | 14.40 | 17.66 |
正压作用持续时间/ms | 6.045 | 6.623 | 2.566 | 21.570 |
表3 819m/s爆燃冲击波峰值特性
Table 3 Peak characteristics of deflagration shock wave overpressure at 819m/s
参数 | 1号传感器 | 2号传感器 | 3号传感器 | 4号传感器 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
峰值序号 | |||||||||
峰值幅值/MPa | 0.037 | 0.071 | 0.040 | 0.025 | 0.246 | 0.0283 | 0.097 | 0.416 | 0.164 |
到达时刻/ms | 4.14 | 5.28 | 5.82 | 7.66 | 10.86 | 12.17 | 11.34 | 14.40 | 17.66 |
正压作用持续时间/ms | 6.045 | 6.623 | 2.566 | 21.570 |
参数 | v/(m·s-1) | 1号靶 | 2号靶 | 3号靶 | 4号靶 |
---|---|---|---|---|---|
vri/(m·s-1) | 594 | 482.19 | 435.76 | 242.41 | 32.00 |
616 | 512.32 | 483.12 | 280.64 | 200.00 | |
819 | 752.42 | 720.02 | 430.92 | 380.00 | |
τi/μs | 594 | 60.73 | 78.49 | 89.35 | 210.66 |
616 | 58.14 | 72.76 | 78.30 | 166.08 | |
819 | 41.72 | 45.98 | 48.39 | 90.66 | |
ti/μs | 594 | 74.34 | 32.68 | 88.47 | 109.33 |
616 | 70.90 | 30.14 | 78.56 | 62.42 | |
819 | 50.91 | 20.37 | 52.13 | 37.00 | |
τi-ti/μs | 594 | -13.61 | 45.81 | 0.88 | 101.33 |
616 | -12.76 | 42.62 | -0.25 | 103.66 | |
819 | -9.18 | 25.61 | -3.75 | 53.66 | |
xEDi/mm | 594 | -6.56 | 19.96 | 0.21 | 3.24 |
616 | -6.54 | 20.59 | -0.07 | 20.73 | |
819 | -6.91 | 18.44 | -1.61 | 20.39 |
表4 不同工况等效爆燃点参数
Table 4 Equivalent deflagration point parameters of different velocities
参数 | v/(m·s-1) | 1号靶 | 2号靶 | 3号靶 | 4号靶 |
---|---|---|---|---|---|
vri/(m·s-1) | 594 | 482.19 | 435.76 | 242.41 | 32.00 |
616 | 512.32 | 483.12 | 280.64 | 200.00 | |
819 | 752.42 | 720.02 | 430.92 | 380.00 | |
τi/μs | 594 | 60.73 | 78.49 | 89.35 | 210.66 |
616 | 58.14 | 72.76 | 78.30 | 166.08 | |
819 | 41.72 | 45.98 | 48.39 | 90.66 | |
ti/μs | 594 | 74.34 | 32.68 | 88.47 | 109.33 |
616 | 70.90 | 30.14 | 78.56 | 62.42 | |
819 | 50.91 | 20.37 | 52.13 | 37.00 | |
τi-ti/μs | 594 | -13.61 | 45.81 | 0.88 | 101.33 |
616 | -12.76 | 42.62 | -0.25 | 103.66 | |
819 | -9.18 | 25.61 | -3.75 | 53.66 | |
xEDi/mm | 594 | -6.56 | 19.96 | 0.21 | 3.24 |
616 | -6.54 | 20.59 | -0.07 | 20.73 | |
819 | -6.91 | 18.44 | -1.61 | 20.39 |
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