力学大会2015集ms5714聚能装药对壳结构毁伤效应研究

（（SP） 用过程具有很大的优势。SPH方法具有拉格朗日性质，避免由于结构大变形而带来的计算SPH方法的不断进步和数值模拟技术的发展，SPH被广泛应用到水下爆炸[4-5]、型罩在被爆轰波压垮的过程中产生相当大的压力，可将药型罩的金属材料强度忽略[1]，将er[7SHuerdi

ii p mj ij i 1 ii

p对爆轰产物采用标准的Jones-Wilkins-Lee(JWL)[13]状态方程：

pA1R

B1R

1 2式中：为爆炸气体密度与原始爆炸物的初始密度1630kgm3比值；A3.7121011PaB3.21109Pa,R4.15，R0.95，

p(,e)(11(1))p()(uu a(1)b(1)2c( p() H HR1.127md13mmr0.875m，厚度d27mm，采用四边形网格，共计721731(b)SPHTNT，d2.5mmR238.8mm1.25mm0.5mm，炸高为l'53mm。 图1数值模型 t t t t t2聚能装药爆燃过程（压力云图

t71GPa，从图中可以明显看出炸t12.5μs时，爆轰波不仅在药型罩中传播，而且由于药型92GPa，比起爆时刻的最大压力约增加了一个数量级。起爆t14.5μs69GPa左右，此时药型罩被压倒开 t t t t t3射流形成过程（速度云图

tt15.5μs2273m/s。t22.0μs时，在爆轰4274m/s。t32.5μs4387m/s，金属射流继续拉长变细。t42.0μs4083m/s，另外，从图中还可000044为速度时程曲线，红色代表射流头部，从图中可以看出，射流头部速度不断衰减，最大速度可以达到约4387m/s，而随着金属射流穿透外壳和内壳，速度都会有所减小，t42.0μs时射流开始击穿外壳，衰减为约4083m/s，t90.0μs时射流开始击穿内壳，由图最大速度可以达到约2091m/st130μs时速度约为500m/s。 tt

tt

ttt70μs时射流出现断裂现象，当t91μs时射流头部断裂的一部分首先到达内壳，开始穿透内壳；约93μs时断裂部分已经完全穿透内壳；t130μs时射流的主体部分也完全击穿了内壳，进一步观察金属射流形088664422000642μs时候射流开始击穿外壳，约90μs时射流开始击穿内壳，从图中还可以还看出当射流与007图7为破口边缘处的位移时程曲线，从图中曲线可以看出其变化趋势与破口的形成完t42.0μs射流到达时开始出现位移，破口边缘处于t90.0μs射流到达时开始出现位移，由1初始破 外壳（42外壳（42μs内壳（90μs外壳（154μs内壳（154μs1所示，由表可得，外壳的初始破口大于内壳的初流头部的断裂块在t91μs时开始击穿内壳，断裂块的直径较小，所以内壳的初始破口较小。随着射流的击穿作用，破口不断增大，约154μs时外壳破口与炸药半径无量纲化后约为SPHFEM方法的优势，建立三维聚能装药击穿双壳结构模型，分析球4387m/s；内、外壳皆被射流击穿，PerezE.,FauquignonD.andChanteretP.Fundamentalstudiesofshapedchargemechanisms.Proc3rdInternSymponBallistics,Germany,1977.WalshJM.Plasticinstabilityofparticulationinstretchingmetaljets.JournalofAppliedLiuGR,LiuMB.Smoothedparticlehydrodynamics:Ameshfreeparticlemethod,WorldScientificPub.Co.Inc.,01Dec,2003.M.B.Liu,G.R.Liu,K.Y.Lam.Smoothedparticlehydrodynamicsfornumericalsimulationofunderwaterexplosion[J].ComputationalMechanics,2003,30(2):106-118.F.R.Ming,P.N.Sun,A.M.Zhang.InvestigationonchargeparametersofunderwatercontactexplosionbasedonaxisymmetricSPH.AppliedMathematicsandMechanics,2014,35,453-468.Z.F.Zhang,F.R.Ming,A.M.Zhang.Damagecharacteristicsofcoatedcylindricalshellssubjectedtounderwatercontactexplosion.Shock&Vibration,2014,ArticleID763607.2012:197-A.M.Zhang,F.R.Ming,X.Y.Cao.TotalLagrangianparticlemethodforthelarge-deformationanalysesofsolidsandcurvedshells.ActaMechanica,2014,225,253-275.DonningBM,LiuWK.Meshlessmethodsforshear-deformablebeamsandplates.ComputerMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,1998,152:47-71.LS-DYNATHEORETICALBirkhoffG,MacdougallDP,PughEM.Explosiveswithlinedcavities.JournalofAppliedMonaghanJ.J.Ontheproblemofpenetrationinparticlemethods.JournalofComputationalPhysics,1989,82:1-15.DobratzB.M.LLNLExplosiveHandbook,UCRL-52997,LawrenceLivermoreNationalLaboratory,Livermore,CA.Marc,AndreandMeyers.DynamicBehaviorofMaterials.Beijing:NationalDefenseIndustryRESEARCHONDAMAGEEFFECTOFSHAPEDCHARGEWARHEADTOSHELLSTRUCTURECAOXueyan,YAOXiongliang,ZHANG(HarbinEngineeringUniversity,CollegeofShipbuildingEngineering,Harbin,HLJ,150001,AbstractShapedchargewidelyusedintorpedoes,missilesandotherweaponswarhead,researchonshapedchargeisimportantforstudyingdamagecharacteristicsofshipstructure.Theprocessofshapedchargewarheaddamagetostructuresisfeaturedbyhighnonlinearityandtransientcharacteristics.Drivingbyexplosionproductstheshaperchargelineroverturnandformingmetaljettingbyaxialcompressed.Themetaljettingstretchandthinnerinthemovement,causinglocaldamagetothetargetstructure,thecomplexprocessishardtoestablishaprecisetheoreticalmodeltostudy.YetSPH(smoothedparticlehydrodynamics)asameshfreemethodhasagreatadvantageinsolvingsuchproblemsinvolveslargedeformationofthematerial.Inthispaper,basedonSPHmethodtheprocessofshapedchargeexplosionandmetaljettingissimulated,andtheloadcharacteristicsofshapedchargejetti