兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 231219-.doi: 10.12382/bgxb.2023.1219
别海远1, 张鸿宇1, 马红兵2, 邱文豪1, 郑元枫1,*()
收稿日期:
2023-12-29
上线日期:
2025-01-25
通讯作者:
基金资助:
BIE Haiyuan1, ZHANG Hongyu1, MA Hongbing2, QIU Wenhao1, ZHENG Yuanfeng1,*()
Received:
2023-12-29
Online:
2025-01-25
摘要:
为研究包覆式活性爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectiles,EFP)成型机理及药型罩结构对成型行为的影响规律,采用Lagrange和Euler组合算法开展包覆式活性EFP成型过程数值模拟。数值模拟结果首先揭示包覆式活性EFP成型机理,其典型包覆成型过程主要包括轴向双罩碰撞阶段、径向包覆闭合阶段和金属前驱侵彻体拉伸阶段。在轴向双罩碰撞阶段,双罩通过多次碰撞-分离-碰撞过程,实现轴向加速和动能传递;在径向包覆闭合阶段,金属罩向前折叠,其后部实现对活性罩完全包覆,前部形成速度梯度明显的金属前驱侵彻体;随后,金属前驱侵彻体随时间逐渐拉伸,甚至断裂。进一步得到紫铜罩和活性罩形状参数对包覆成型的影响规律,随紫铜罩边缘厚度从2.0mm减小到0.5mm,包覆闭合时间从57.9μs减小到23.9μs,同时头部速度从1851m/s增大到2370m/s,侵彻体长度从76mm增大到110.5mm;随紫铜罩曲率半径从60mm减小到40mm,包覆闭合时间从42.1μs减小到28.1μs,同时头部速度从1789m/s增大到2242m/s,侵彻体长度从66mm增大到100mm;随活性罩厚度由6mm减小至2mm,包覆时间从52.0μs减小至32.1μs,活性罩质量从6.47g降低至2.37g;随活性罩直径由32mm减小至16mm,包覆时间从34.4μs减小至30.8μs,活性罩质量从6.42g降低为1.61g。研究结果可为包覆式活性EFP聚能装药设计提供指导和参考。
别海远, 张鸿宇, 马红兵, 邱文豪, 郑元枫. 包覆式活性EFP成型机理与规律研究[J]. 兵工学报, 2025, 46(1): 231219-.
BIE Haiyuan, ZHANG Hongyu, MA Hongbing, QIU Wenhao, ZHENG Yuanfeng. Formation Mechanism and Principle of Coated Reactive Explosively Formed Projectile[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(1): 231219-.
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρe/g·cm-3 | 1.71 | R1 | 4.2 |
DC-J/m· | 8315 | R2 | 1.1 |
pC-J/GPa | 28.6 | ω | 0.34 |
A/GPa | 524.23 | E0/GPa | 8.499 |
B/GPa | 7.678 |
表1 8701炸药参数[18]
Table 1 Parameters of 8701 explosive[18]
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρe/g·cm-3 | 1.71 | R1 | 4.2 |
DC-J/m· | 8315 | R2 | 1.1 |
pC-J/GPa | 28.6 | ω | 0.34 |
A/GPa | 524.23 | E0/GPa | 8.499 |
B/GPa | 7.678 |
材料 | ρ/ (g·cm-3) | a/ GPa | b/ GPa | C | n | m | Tm |
---|---|---|---|---|---|---|---|
紫铜 | 8.96 | 0.09 | 0.292 | 0.025 | 0.31 | 1.09 | 1356 |
45号钢 | 7.85 | 0.792 | 0.51 | 0.014 | 0.26 | 1.03 | 1793 |
Al | 2.79 | 0.205 | 0.230 | 0.121 | 0.21 | 1.03 | 1500 |
表2 铝、紫铜和45号钢参数[18]
Table 2 Parameters of aluminum, copper and 45# steel[18]
材料 | ρ/ (g·cm-3) | a/ GPa | b/ GPa | C | n | m | Tm |
---|---|---|---|---|---|---|---|
紫铜 | 8.96 | 0.09 | 0.292 | 0.025 | 0.31 | 1.09 | 1356 |
45号钢 | 7.85 | 0.792 | 0.51 | 0.014 | 0.26 | 1.03 | 1793 |
Al | 2.79 | 0.205 | 0.230 | 0.121 | 0.21 | 1.03 | 1500 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(g·cm-3) | 2.27 | C | 0.4 |
c0/(m· ) | 1450 | n | 1.8 |
s | 2.2584 | m | 1 |
a/MPa | 8.044 | γ | 0.9 |
b/MPa | 250.6 |
表3 活性材料主要参数[20]
Table 3 Main parameters of reactive material[20]
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
ρ/(g·cm-3) | 2.27 | C | 0.4 |
c0/(m· ) | 1450 | n | 1.8 |
s | 2.2584 | m | 1 |
a/MPa | 8.044 | γ | 0.9 |
b/MPa | 250.6 |
ρa/ (g·cm-3) | γa | Cp (kJ·kg-1· ) | Cv (kJ·kg-1· ) | T/K | Ea/ (kJ·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
1.225 | 1.4 | 1.005 | 0.718 | 288.2 | 294 |
表4 空气材料主要参数[21]
Table 4 Main parameters of air[21]
ρa/ (g·cm-3) | γa | Cp (kJ·kg-1· ) | Cv (kJ·kg-1· ) | T/K | Ea/ (kJ·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
1.225 | 1.4 | 1.005 | 0.718 | 288.2 | 294 |
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doi: 10.1016/j.dt.2019.09.003 |
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doi: 10.12382/bgxb.2022.0356 |
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