2015年 35卷 第1期
2015, 35(1): 1-8.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0001-08
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摘要:
基于泡沫材料的动态刚性-线性硬化塑性-刚性卸载(D-R-LHP-R)模型，结合连续性方程，动量守恒方程及刚体的运动方程，得到了激波在泡沫材料中的量纲一消失位置Xs/L0和动态屈服应力Yi、激波波速cp、冲击初始应变εi之间的如下关系式: \begin{document} $\frac{X_{\mathrm{s}}}{L_{0}}=\exp \left(-\frac{\rho_{0} c_{\mathrm{p}} v_{\mathrm{i}}}{Y}\right)=\exp \left(1-\frac{\sigma_{\mathrm{i}}}{Y}\right)=\exp \left(-\frac{\rho_{0} c_{\mathrm{p}}^{2} \varepsilon_{\mathrm{i}}}{Y}\right)$ \end{document} 采用Taylor-Hopkinson装置进行实验，当直接测得泡沫铝试样密度ρ0、边界初始应力σi、初始打击速度vi、泡沫铝杆原长L0及激波在泡沫铝杆中消失长度Xs后，利用方程式(a)可反演求得D-R-LHP-R模型下的泡沫铝动态应力应变曲线。最后通过与泡沫铝准静态实验数据对比，表明该泡沫铝是应变率敏感性材料。
基于泡沫材料的动态刚性-线性硬化塑性-刚性卸载(D-R-LHP-R)模型，结合连续性方程，动量守恒方程及刚体的运动方程，得到了激波在泡沫材料中的量纲一消失位置Xs/L0和动态屈服应力Yi、激波波速cp、冲击初始应变εi之间的如下关系式:
2015, 35(1): 9-15.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0009-07
摘要:
介绍了非嵌入多项式混沌法的数学模型，给出了非嵌入式多项式混沌法进行不确定度量化的主要步骤。采用此方法研究了平面、散心爆轰问题数值模拟中, JWL模型参数R1、R2服从均匀分布的随机变量时所引起的爆轰过程计算结果的不确度性，着重分析了爆轰传播过程中压力与密度的统计特性。研究结果表明，非嵌入式多项式混沌法可以为模型输入参数不确定性的传播对输出结果响应量的影响建立一种有效不确定度评估方法，为使用JWL模型时选取参数提供参考。
介绍了非嵌入多项式混沌法的数学模型，给出了非嵌入式多项式混沌法进行不确定度量化的主要步骤。采用此方法研究了平面、散心爆轰问题数值模拟中, JWL模型参数R1、R2服从均匀分布的随机变量时所引起的爆轰过程计算结果的不确度性，着重分析了爆轰传播过程中压力与密度的统计特性。研究结果表明，非嵌入式多项式混沌法可以为模型输入参数不确定性的传播对输出结果响应量的影响建立一种有效不确定度评估方法，为使用JWL模型时选取参数提供参考。
2015, 35(1): 16-21.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0016-06
摘要:
为了明确基体材料对铝蜂窝动态强化行为的影响，首先从铝蜂窝结构中取出蜂窝壁，制成小试样并对其进行了力学性能测试，然后对几何参数相同而基体材料不同的2种铝蜂窝材料分别进行了单轴面外静态和动态压缩实验。实验结果表明, 2种铝蜂窝均存在明显的动态强化现象，但动态强化率存在显著差异。横向惯性理论可以解释蜂窝的动态强化行为和强化率的差异：基体材料应变硬化率高的铝蜂窝，其面外方向的动态强化现象相对更显著。
为了明确基体材料对铝蜂窝动态强化行为的影响，首先从铝蜂窝结构中取出蜂窝壁，制成小试样并对其进行了力学性能测试，然后对几何参数相同而基体材料不同的2种铝蜂窝材料分别进行了单轴面外静态和动态压缩实验。实验结果表明, 2种铝蜂窝均存在明显的动态强化现象，但动态强化率存在显著差异。横向惯性理论可以解释蜂窝的动态强化行为和强化率的差异：基体材料应变硬化率高的铝蜂窝，其面外方向的动态强化现象相对更显著。
2015, 35(1): 22-28.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0022-07
摘要:
首先，基于空气炮装置进行了2D-C/SiC薄板在冲击速度为79~219 m/s范围内的低速冲击实验，对碎片云团发展过程进行高速摄影记录；其次，基于Autodyn软件正交各向异性复合材料模型，推导2D-C/SiC材料相关参数；选取SPH求解器建立二维计算模型，对实验工况进行数值模拟，并基于碎片云结构、B扫描检测结果和碎片云轴向发展速度验证了该模型可以很好地描述C/SiC材料在冲击载荷作用下的脆性特征和软化行为。最后，基于数值模拟结果推导得出了钢弹丸冲击C/SiC材料的极限侵彻深度预测公式。
首先，基于空气炮装置进行了2D-C/SiC薄板在冲击速度为79~219 m/s范围内的低速冲击实验，对碎片云团发展过程进行高速摄影记录；其次，基于Autodyn软件正交各向异性复合材料模型，推导2D-C/SiC材料相关参数；选取SPH求解器建立二维计算模型，对实验工况进行数值模拟，并基于碎片云结构、B扫描检测结果和碎片云轴向发展速度验证了该模型可以很好地描述C/SiC材料在冲击载荷作用下的脆性特征和软化行为。最后，基于数值模拟结果推导得出了钢弹丸冲击C/SiC材料的极限侵彻深度预测公式。
2015, 35(1): 29-35.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0029-07
摘要:
为了深入研究爆轰波形成和传播的机理与特性，建立了管内铝粉/空气二维黏性两相爆轰过程的数学模型，采用守恒元与求解元方法进行数值计算，并对其物理参数的分布进行了分析。结果表明：管内燃烧转爆轰的初期，压力沿径向变化明显，与壁面碰撞有明显的反射波；燃烧转爆轰的中后期，压力沿轴向变化明显，但径向效应仍不能忽视，碰撞形成的反射波对最终稳定爆轰波的形成影响较大。研究结果同时表明：不仅铝粉颗粒初始半径对爆轰波的形成与传播有一定的影响；而且气体的黏性作用在研究爆轰管内近壁面处流场时不容忽视。研究结果有利于进一步揭示铝粉燃烧转爆轰的机理。
为了深入研究爆轰波形成和传播的机理与特性，建立了管内铝粉/空气二维黏性两相爆轰过程的数学模型，采用守恒元与求解元方法进行数值计算，并对其物理参数的分布进行了分析。结果表明：管内燃烧转爆轰的初期，压力沿径向变化明显，与壁面碰撞有明显的反射波；燃烧转爆轰的中后期，压力沿轴向变化明显，但径向效应仍不能忽视，碰撞形成的反射波对最终稳定爆轰波的形成影响较大。研究结果同时表明：不仅铝粉颗粒初始半径对爆轰波的形成与传播有一定的影响；而且气体的黏性作用在研究爆轰管内近壁面处流场时不容忽视。研究结果有利于进一步揭示铝粉燃烧转爆轰的机理。
2015, 35(1): 36-42.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0036-07
摘要:
为研究温度、加载速率、纤维掺量对玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)动态压缩强度和冲击韧度的影响，利用∅100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置，对经历不同温度作用后的BFRC进行冲击加载实验。结果表明：高温后BFRC的动压强度及冲击韧度在同一温度下随平均应变率的上升近似线性增大；温度的升高总体上导致BFRC在同一加载速率下的动压强度及冲击韧度减小、应变率敏感性减弱；同一工况下，BFRC的动压强度和冲击韧度较素混凝土普遍提高，且当纤维体积掺量为0.2%时强韧化效果相对最佳。由此可见，高温后BFRC的冲击压缩特性受温度、加载速率、纤维掺量的综合作用影响，掺入玄武岩纤维可以有效降低高温后BFRC的损伤劣化程度。
为研究温度、加载速率、纤维掺量对玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)动态压缩强度和冲击韧度的影响，利用∅100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置，对经历不同温度作用后的BFRC进行冲击加载实验。结果表明：高温后BFRC的动压强度及冲击韧度在同一温度下随平均应变率的上升近似线性增大；温度的升高总体上导致BFRC在同一加载速率下的动压强度及冲击韧度减小、应变率敏感性减弱；同一工况下，BFRC的动压强度和冲击韧度较素混凝土普遍提高，且当纤维体积掺量为0.2%时强韧化效果相对最佳。由此可见，高温后BFRC的冲击压缩特性受温度、加载速率、纤维掺量的综合作用影响，掺入玄武岩纤维可以有效降低高温后BFRC的损伤劣化程度。
2015, 35(1): 43-50.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08
摘要:
针对岩爆烈度预测的不确定性和影响岩爆发生的各单个指标间互不相容的问题，将变权理论和靶心贴近度相结合，进行岩爆烈度预测。首先，该方法在考虑评判者偏好度的基础上，引入了一种均衡函数，给出了一种变权模式，用来计算各个指标的权重；然后，该方法构造了一种区间关联函数，将单指标关联函数的最大值作为靶心坐标，根据样本与靶心的贴近度来预测岩爆烈度，即靶心贴近度值越大，则岩爆烈度越接近该贴近度所对应的岩爆烈度等级；最后，将该方法应用于灵宝东峪矿区、冬瓜山铜矿和秦岭隧道岩爆预测等实例中，结果表明：该方法不仅可以准确、合理地预测岩爆烈度，而且相比其他方法，该方法不需要任何先验知识，使用起来更直接、更方便。
针对岩爆烈度预测的不确定性和影响岩爆发生的各单个指标间互不相容的问题，将变权理论和靶心贴近度相结合，进行岩爆烈度预测。首先，该方法在考虑评判者偏好度的基础上，引入了一种均衡函数，给出了一种变权模式，用来计算各个指标的权重；然后，该方法构造了一种区间关联函数，将单指标关联函数的最大值作为靶心坐标，根据样本与靶心的贴近度来预测岩爆烈度，即靶心贴近度值越大，则岩爆烈度越接近该贴近度所对应的岩爆烈度等级；最后，将该方法应用于灵宝东峪矿区、冬瓜山铜矿和秦岭隧道岩爆预测等实例中，结果表明：该方法不仅可以准确、合理地预测岩爆烈度，而且相比其他方法，该方法不需要任何先验知识，使用起来更直接、更方便。
2015, 35(1): 51-56.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0051-06
摘要:
采用低阻抗分离式霍普金森压杆对航空透明聚氨酯进行了高应变率下的动态力学性能测试，得到的应力应变曲线表现出了显著的非线性黏弹性特征。基于本构理论和实验数据，构建了航空透明聚氨酯的松弛时间应变相关的超黏弹性本构形式。该本构模型由2部分组成：一部分表征准静态下的超弹性行为，另一部分描述非线性应变率的相关特性。利用超黏弹性本构模型对不同应变率下航空透明聚氨酯的动态应力应变曲线进行拟合，拟合曲线与实验曲线一致性良好。
采用低阻抗分离式霍普金森压杆对航空透明聚氨酯进行了高应变率下的动态力学性能测试，得到的应力应变曲线表现出了显著的非线性黏弹性特征。基于本构理论和实验数据，构建了航空透明聚氨酯的松弛时间应变相关的超黏弹性本构形式。该本构模型由2部分组成：一部分表征准静态下的超弹性行为，另一部分描述非线性应变率的相关特性。利用超黏弹性本构模型对不同应变率下航空透明聚氨酯的动态应力应变曲线进行拟合，拟合曲线与实验曲线一致性良好。
2015, 35(1): 57-64.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0057-08
摘要:
以二维数值模拟为基础，研究了锥顶型燃烧室内的冲击波发展的震荡过程，得到作用于活塞不同位置处的超压分布。模拟结果表明：由于燃烧室结构的独特性，导致冲击波能在特定区域进行汇聚，致使该区域超压明显高于其他区域。将该模拟结果与实际破坏失效的活塞进行对比，发现冲击波汇聚区域往往就是活塞被破坏的地方。数值模拟结果与实际破坏结果吻合很好。这为设计燃烧室形状以避免冲击波对活塞造成破坏提供了理论基础。
以二维数值模拟为基础，研究了锥顶型燃烧室内的冲击波发展的震荡过程，得到作用于活塞不同位置处的超压分布。模拟结果表明：由于燃烧室结构的独特性，导致冲击波能在特定区域进行汇聚，致使该区域超压明显高于其他区域。将该模拟结果与实际破坏失效的活塞进行对比，发现冲击波汇聚区域往往就是活塞被破坏的地方。数值模拟结果与实际破坏结果吻合很好。这为设计燃烧室形状以避免冲击波对活塞造成破坏提供了理论基础。
2015, 35(1): 65-69.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0065-05
摘要:
依据脉冲放电电路的等效电路及其微分方程，采用Levenberg-Marquarat算法对主电容放电电压测试波形数据进行衰减系数识别，从而获得模拟电流波形。该方法克服了分流器法和Rogowski线圈法等直接测量小型高压引爆装置冲击电流时，因附加电路引起的电流波形失真。MATLAB模拟结果表明，该方法得到的电流模拟波形与真实电流波形拟合精度高，可用于直列式引信电子安全与解除保险装置和低能冲击片雷管的优化匹配设计。
依据脉冲放电电路的等效电路及其微分方程，采用Levenberg-Marquarat算法对主电容放电电压测试波形数据进行衰减系数识别，从而获得模拟电流波形。该方法克服了分流器法和Rogowski线圈法等直接测量小型高压引爆装置冲击电流时，因附加电路引起的电流波形失真。MATLAB模拟结果表明，该方法得到的电流模拟波形与真实电流波形拟合精度高，可用于直列式引信电子安全与解除保险装置和低能冲击片雷管的优化匹配设计。
2015, 35(1): 70-75.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0070-06
摘要:
提出了一种基于差动原理的固体差动随行装药的高初速火炮发射方案，该方案能有效克服传统随行装药技术提高初速必将伴随射弹底部最大压力增加的缺点。它的主要特点是运用差动原理，实现不同组合件之间的速度不同，自动压缩储能室使随行工质向弹后连续喷射，有效抑制和消除了弹丸运动引发的稀疏波影响，提高了火炮工作容积利用率。推导了差动随行组合弹丸不同组合件动力学模型，给出了弹载工质物理量分布关系式。计算结果表明，在最大膛压、飞行弹丸底部最大压力、弹重及弹丸行程等不变条件下，随行药量取10.2 kg，某大口径火炮的弹丸初速可提高26%，火炮工作容积利用率提高约44%。该方案可为火炮提高初速和实现超远程发射提供新的途径。
提出了一种基于差动原理的固体差动随行装药的高初速火炮发射方案，该方案能有效克服传统随行装药技术提高初速必将伴随射弹底部最大压力增加的缺点。它的主要特点是运用差动原理，实现不同组合件之间的速度不同，自动压缩储能室使随行工质向弹后连续喷射，有效抑制和消除了弹丸运动引发的稀疏波影响，提高了火炮工作容积利用率。推导了差动随行组合弹丸不同组合件动力学模型，给出了弹载工质物理量分布关系式。计算结果表明，在最大膛压、飞行弹丸底部最大压力、弹重及弹丸行程等不变条件下，随行药量取10.2 kg，某大口径火炮的弹丸初速可提高26%，火炮工作容积利用率提高约44%。该方案可为火炮提高初速和实现超远程发射提供新的途径。
2015, 35(1): 76-81.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0076-06
摘要:
针对火炮射击条件下炮闩系统性能数据测量困难，提出将炮闩系统单独出来建立系统冲击试验台进行分析研究的思路。在确定了试验台设计原理的前提下，通过对自动开闩虚拟样机模型进行改进，建立了试验台原理模型。依据动能定理，确定了炮闩系统冲击试验台实现开闩所需的最小开闩力。在最小开闩力下，基于试验台原理模型分别对开闩板质量取初始值m、10m、50m、100m时进行模拟实验，结果表明：4种工况下皆未实现开闩，但随着开闩板质量的增加，外力做功损失的能量越小，曲柄转过角度越大，越容易实现开闩。研究结果可为试验台建立提供理论支撑。
针对火炮射击条件下炮闩系统性能数据测量困难，提出将炮闩系统单独出来建立系统冲击试验台进行分析研究的思路。在确定了试验台设计原理的前提下，通过对自动开闩虚拟样机模型进行改进，建立了试验台原理模型。依据动能定理，确定了炮闩系统冲击试验台实现开闩所需的最小开闩力。在最小开闩力下，基于试验台原理模型分别对开闩板质量取初始值m、10m、50m、100m时进行模拟实验，结果表明：4种工况下皆未实现开闩，但随着开闩板质量的增加，外力做功损失的能量越小，曲柄转过角度越大，越容易实现开闩。研究结果可为试验台建立提供理论支撑。
2015, 35(1): 82-88.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0082-07
摘要:
通过在粉状乳化炸药中添加不同比例的密度调节剂，配制了爆速范围为1 450~2 550 m/s的低爆速炸药；采用该爆速炸药进行了铝/不锈钢复合管爆炸焊接实验，结合最小碰撞速度理论，对实验结果及其界面微观结构和结合强度进行了测试和分析，确定该复合管爆炸焊接的合适爆速约为1 950~2 150 m/s，其结合质量能够满足后续加工要求；同时发现界面由介于直线与波形之间的波状形态组成，且呈现不太规则的扁平波状结合，经分析，炸药爆速、复合管的爆炸焊接环境和爆炸产物飞散条件对界面结合波形及熔化层厚度有很大影响。
通过在粉状乳化炸药中添加不同比例的密度调节剂，配制了爆速范围为1 450~2 550 m/s的低爆速炸药；采用该爆速炸药进行了铝/不锈钢复合管爆炸焊接实验，结合最小碰撞速度理论，对实验结果及其界面微观结构和结合强度进行了测试和分析，确定该复合管爆炸焊接的合适爆速约为1 950~2 150 m/s，其结合质量能够满足后续加工要求；同时发现界面由介于直线与波形之间的波状形态组成，且呈现不太规则的扁平波状结合，经分析，炸药爆速、复合管的爆炸焊接环境和爆炸产物飞散条件对界面结合波形及熔化层厚度有很大影响。
2015, 35(1): 89-93.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0089-05
摘要:
为分析水介质对水中钢板爆破装药量的影响，理论推导了钢板背衬水介质条件下，钢板爆破最小装药量与空气中钢板爆破最小装药量的倍数关系：最小倍数关系为3.76。数值计算了钢板背衬空气介质和背衬水介质情形下钢板爆破的最小装药量，其倍数关系在3.5左右，与理论结果相近，表明钢板背衬水介质或空气介质是决定装药量大小的关键因素。数值计算了装药在空气介质中及水介质中钢板爆破爆轰产物对钢板的冲量大小，结果接近，表明水介质对炸药爆轰产物的约束作用是影响水中钢板装药量的次要因素。
为分析水介质对水中钢板爆破装药量的影响，理论推导了钢板背衬水介质条件下，钢板爆破最小装药量与空气中钢板爆破最小装药量的倍数关系：最小倍数关系为3.76。数值计算了钢板背衬空气介质和背衬水介质情形下钢板爆破的最小装药量，其倍数关系在3.5左右，与理论结果相近，表明钢板背衬水介质或空气介质是决定装药量大小的关键因素。数值计算了装药在空气介质中及水介质中钢板爆破爆轰产物对钢板的冲量大小，结果接近，表明水介质对炸药爆轰产物的约束作用是影响水中钢板装药量的次要因素。
2015, 35(1): 94-100.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0094-07
摘要:
为研究二次燃烧对底排尾部流场的影响，建立了底排装置尾部流场的化学非平衡流数学物理模型。其中二次燃烧模型采用10组分25步反应的H2-CO燃烧模型，运用统一算法的思路编程求解二维轴对称方程组。数值模拟结果与实验结果较吻合。在此基础上，对尾部流场以及燃烧特性进行了数值预测, 结果表明：二次燃烧所释放的热能远大于排气本身的热能，对增压减阻的贡献可达78%。二次燃烧改变了尾部的温度分布规律，使温度峰值分布在两个回流区内。排气沿着两回流区间的狭缝流入剪切层发生燃烧。一部分混气回流入底部附近，其中氧气不充足，存在大量CO和少量H2未直接反应。一部分混气沿着剪切层流入下游以及主回流区内，氧含量逐渐增多，H2和CO被反应殆尽。结果可为进一步研究底排增压减阻提供参考。
为研究二次燃烧对底排尾部流场的影响，建立了底排装置尾部流场的化学非平衡流数学物理模型。其中二次燃烧模型采用10组分25步反应的H2-CO燃烧模型，运用统一算法的思路编程求解二维轴对称方程组。数值模拟结果与实验结果较吻合。在此基础上，对尾部流场以及燃烧特性进行了数值预测, 结果表明：二次燃烧所释放的热能远大于排气本身的热能，对增压减阻的贡献可达78%。二次燃烧改变了尾部的温度分布规律，使温度峰值分布在两个回流区内。排气沿着两回流区间的狭缝流入剪切层发生燃烧。一部分混气回流入底部附近，其中氧气不充足，存在大量CO和少量H2未直接反应。一部分混气沿着剪切层流入下游以及主回流区内，氧含量逐渐增多，H2和CO被反应殆尽。结果可为进一步研究底排增压减阻提供参考。
2015, 35(1): 101-107.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0101-07
摘要:
为了研究炮孔周围岩石的破坏机理，准确预测粉碎区的范围，提出了一种计算钻孔爆破粉碎区范围的改进模型。该四分区模型考虑了破裂区内侧的环向压应力和炮孔空腔膨胀的影响，假定粉碎区为丧失了内聚力但仍具有内摩擦力的散体介质。采用弹塑性力学理论推导了柱状装药起爆条件下的岩石钻孔爆破粉碎区半径公式。计算结果表明，岩石钻孔爆破粉碎区范围通常为1.2~5.0倍炮孔半径，不同种类岩石的粉碎区范围差别很大。与其他计算模型相比，本模型的计算结果与实验数据更吻合。
为了研究炮孔周围岩石的破坏机理，准确预测粉碎区的范围，提出了一种计算钻孔爆破粉碎区范围的改进模型。该四分区模型考虑了破裂区内侧的环向压应力和炮孔空腔膨胀的影响，假定粉碎区为丧失了内聚力但仍具有内摩擦力的散体介质。采用弹塑性力学理论推导了柱状装药起爆条件下的岩石钻孔爆破粉碎区半径公式。计算结果表明，岩石钻孔爆破粉碎区范围通常为1.2~5.0倍炮孔半径，不同种类岩石的粉碎区范围差别很大。与其他计算模型相比，本模型的计算结果与实验数据更吻合。
2015, 35(1): 108-115.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0108-08
摘要:
为了建立爆炸波前的瞬态流速和超压的定量关系，采用数值模拟的方法分别研究了开口型方管内瓦斯爆炸超压和瞬态流速传播特征。研究结果表明：开口型方管内，波前瞬态流速和超压的波形曲线的峰值个数不一样，而且超压峰值总是早于波前瞬态流速峰值出现。大部分情况下，方管横截面边长越大，其超压峰值相对较小，并且超压峰值沿传播方向呈现降低趋势。波前瞬态流速峰值沿传播方向呈不断增长趋势，而且方管横截面边长越大，其峰值也相对较小。长径比(方管长度与横截面边长之比)小于125时，超压峰值与波前瞬态流速峰值的定量关系始终呈现线性反比关系；大于或等于125时，超压峰值和波前瞬态流速峰值的定量关系呈分段关系。研究结果可为爆炸冲击波扬尘的研究提供基础数据。
为了建立爆炸波前的瞬态流速和超压的定量关系，采用数值模拟的方法分别研究了开口型方管内瓦斯爆炸超压和瞬态流速传播特征。研究结果表明：开口型方管内，波前瞬态流速和超压的波形曲线的峰值个数不一样，而且超压峰值总是早于波前瞬态流速峰值出现。大部分情况下，方管横截面边长越大，其超压峰值相对较小，并且超压峰值沿传播方向呈现降低趋势。波前瞬态流速峰值沿传播方向呈不断增长趋势，而且方管横截面边长越大，其峰值也相对较小。长径比(方管长度与横截面边长之比)小于125时，超压峰值与波前瞬态流速峰值的定量关系始终呈现线性反比关系；大于或等于125时，超压峰值和波前瞬态流速峰值的定量关系呈分段关系。研究结果可为爆炸冲击波扬尘的研究提供基础数据。
2015, 35(1): 116-123.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0116-08
摘要:
为探讨导弹战斗部近炸下舰船夹芯复合舱壁结构设计方法，采用TNT和预制破片近炸实验研究了典型夹芯复合舱壁结构在冲击波与高速破片联合作用下的破坏效应，分析了冲击波和破片联合毁伤载荷，指出了钢质面板和抗弹层的破坏模式，阐述了夹芯复合舱壁结构的防护机理。结果表明：预制破片装药近炸下，破片能远大于冲击波能，是防护结构的主要设计载荷；前面板主要是抵御冲击波，其变形破坏整体为挠曲大变形，局部为集团破片冲塞破口、破片穿孔和撞击凹坑；背板以挠曲大变形吸能为主；陶瓷材料碎裂严重，部分陶瓷碎片反向飞溅撞击前面板；纤维增强复合材料发生了纤维断裂、基体开裂、整体弯曲大变形及分层等破坏，抗弹层应避免产生穿透性破坏。
为探讨导弹战斗部近炸下舰船夹芯复合舱壁结构设计方法，采用TNT和预制破片近炸实验研究了典型夹芯复合舱壁结构在冲击波与高速破片联合作用下的破坏效应，分析了冲击波和破片联合毁伤载荷，指出了钢质面板和抗弹层的破坏模式，阐述了夹芯复合舱壁结构的防护机理。结果表明：预制破片装药近炸下，破片能远大于冲击波能，是防护结构的主要设计载荷；前面板主要是抵御冲击波，其变形破坏整体为挠曲大变形，局部为集团破片冲塞破口、破片穿孔和撞击凹坑；背板以挠曲大变形吸能为主；陶瓷材料碎裂严重，部分陶瓷碎片反向飞溅撞击前面板；纤维增强复合材料发生了纤维断裂、基体开裂、整体弯曲大变形及分层等破坏，抗弹层应避免产生穿透性破坏。
2015, 35(1): 124-129.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0124-06
摘要:
用LS-DYNA对膨胀石墨燃爆剂爆炸过程进行数值模拟时，需要提供膨胀石墨燃爆剂的JWL状态方程的参数。把凝聚炸药等熵线物态方程作为目标方程，通过差分进化法拟合得出膨胀石墨燃爆剂JWL状态方程的参数。通过圆筒实验对所求得的参数进行验证，结果表明，理论值与实验值最大误差不超过3.3%，能够满足膨胀石墨燃爆剂爆炸模拟研究的需要。
用LS-DYNA对膨胀石墨燃爆剂爆炸过程进行数值模拟时，需要提供膨胀石墨燃爆剂的JWL状态方程的参数。把凝聚炸药等熵线物态方程作为目标方程，通过差分进化法拟合得出膨胀石墨燃爆剂JWL状态方程的参数。通过圆筒实验对所求得的参数进行验证，结果表明，理论值与实验值最大误差不超过3.3%，能够满足膨胀石墨燃爆剂爆炸模拟研究的需要。
2015, 35(1): 130-134.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0130-05
摘要:
对于断裂时刻差异较小的对比实验，提出一种判读方法：同时采用高速摄影和干涉测速，利用高速摄影判读壳体断裂时刻应变，利用干涉测速获取壳体位移及应变曲线，两者结合得出较为精确的壳体断裂时刻差异。利用该方法得出45钢柱壳在JO-9159和JOB-9003两种炸药加载下断裂时间相差0.45 μs，钨合金柱壳在两种炸药加载下的断裂时间相差0.39 μs。同时该方法可以推广应用于单发壳体膨胀断裂实验中，更精确测定壳体的断裂时刻。
对于断裂时刻差异较小的对比实验，提出一种判读方法：同时采用高速摄影和干涉测速，利用高速摄影判读壳体断裂时刻应变，利用干涉测速获取壳体位移及应变曲线，两者结合得出较为精确的壳体断裂时刻差异。利用该方法得出45钢柱壳在JO-9159和JOB-9003两种炸药加载下断裂时间相差0.45 μs，钨合金柱壳在两种炸药加载下的断裂时间相差0.39 μs。同时该方法可以推广应用于单发壳体膨胀断裂实验中，更精确测定壳体的断裂时刻。
2015, 35(1): 135-139.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0135-05
摘要:
多爆炸成形弹丸(MEFP)能有效提高炸药利用率和命中概率。基于LS-DYNA软件对刻槽式MEFP战斗部成形及侵彻双层无间隔钢靶模式进行了研究，得到了刻槽式MEFP战斗部成形及对靶板侵彻的数值计算结果。结果表明：刻槽式MEFP成形过程要经过翻转、头部挤压断裂、尾部拉伸断裂、交叉飞散、稳定飞行5个阶段, 聚能爆轰波对药型罩的径向力是其交叉飞散的主要原因；侵彻过程要经过开坑、联合侵彻、贯穿3个阶段。模拟结果与实验结果基本吻合。
多爆炸成形弹丸(MEFP)能有效提高炸药利用率和命中概率。基于LS-DYNA软件对刻槽式MEFP战斗部成形及侵彻双层无间隔钢靶模式进行了研究，得到了刻槽式MEFP战斗部成形及对靶板侵彻的数值计算结果。结果表明：刻槽式MEFP成形过程要经过翻转、头部挤压断裂、尾部拉伸断裂、交叉飞散、稳定飞行5个阶段, 聚能爆轰波对药型罩的径向力是其交叉飞散的主要原因；侵彻过程要经过开坑、联合侵彻、贯穿3个阶段。模拟结果与实验结果基本吻合。
2015, 35(1): 140-144.
doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0140-05
摘要:
为考核战斗部引信用火工品中起爆药的抗过载性能及适应性，通过火炮实弹射击的混凝土靶侵彻过载模拟实验，分析了典型起爆药在模拟弹中真实的力学环境、失效特性及承载能力。测试与计算结果表明：实验弹丸过载8.7×104g、脉宽持续时间约2 ms、最大速度708 m/s、侵彻深度0.57 m、起爆药惯性载荷最大瞬态作用力为85.34 N、冲量70.17 mN·s、最大瞬态作用能为0.466 8 J、总能量18.656 1 J。在此力学环境下，由于起爆药质量较小，实际承受加速度引起的作用力较小，与静态撞击感度测试作用势能数量级相当，起爆药在实验弹中未发现损伤。
为考核战斗部引信用火工品中起爆药的抗过载性能及适应性，通过火炮实弹射击的混凝土靶侵彻过载模拟实验，分析了典型起爆药在模拟弹中真实的力学环境、失效特性及承载能力。测试与计算结果表明：实验弹丸过载8.7×104g、脉宽持续时间约2 ms、最大速度708 m/s、侵彻深度0.57 m、起爆药惯性载荷最大瞬态作用力为85.34 N、冲量70.17 mN·s、最大瞬态作用能为0.466 8 J、总能量18.656 1 J。在此力学环境下，由于起爆药质量较小，实际承受加速度引起的作用力较小，与静态撞击感度测试作用势能数量级相当，起爆药在实验弹中未发现损伤。
