[發(fā)明專利]一種多孔材料殼體爆炸初速獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010400793.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111581748B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫傳杰;楊世全;朱永清;馮高鵬;盧永剛;李勇;譚曉軍;拜云山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 成都時(shí)譽(yù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 沈成金

本發(fā)明公開(kāi)了一種多孔材料殼體爆炸初速獲取方法，包括如下步驟：建立基于Gurney公式的致密材料殼體爆炸初速計(jì)算公式；根據(jù)炸藥與多孔材料殼體的阻抗匹配，得到爆炸沖擊后多孔材料的初始?jí)毫统跏急热荩桓鶕?jù)初始?jí)毫统跏急热莸牡奖_擊過(guò)程中多孔材料比相應(yīng)致密材料多消耗的熱內(nèi)能；獲取爆炸沖擊過(guò)程中多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)長(zhǎng)度，根據(jù)多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)長(zhǎng)度得到對(duì)應(yīng)的殼體質(zhì)量；爆炸驅(qū)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的熱內(nèi)能全部消耗在多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)內(nèi)，將該區(qū)域消耗的能量轉(zhuǎn)化為單位質(zhì)量炸藥的多余消耗能量；對(duì)步驟一中的炸藥Gurney速度進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的基于Gurney公式的多孔材料殼體爆炸初速計(jì)算公式，得到多孔材料殼體爆炸初速。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及爆炸測(cè)試領(lǐng)域，具體是一種多孔材料殼體爆炸初速獲取方法。

背景技術(shù)

由于多孔材料的可壓縮性，爆炸沖擊時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生的熱內(nèi)能比致密材料的要多，產(chǎn)生的熱內(nèi)能消耗在內(nèi)部的碰撞、產(chǎn)生缺陷、熱摩擦等方面，對(duì)動(dòng)能不產(chǎn)生貢獻(xiàn)。目前基于Gurney公式的致密材料殼體爆炸初速計(jì)算公式由于未考慮爆炸沖擊過(guò)程中殼體的內(nèi)能變化，直接用于多孔材料殼體爆炸初速計(jì)算時(shí)將產(chǎn)生較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多孔材料殼體爆炸初速獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，建立基于Gurney公式的致密材料殼體爆炸初速計(jì)算公式；

步驟二，根據(jù)炸藥與多孔材料殼體的阻抗匹配，得到爆炸沖擊后多孔材料的初始?jí)毫统跏急热荩?/p>

步驟三，根據(jù)初始?jí)毫统跏急热莸牡奖_擊過(guò)程中多孔材料比相應(yīng)致密材料多消耗的熱內(nèi)能；

步驟四，獲取爆炸沖擊過(guò)程中多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)長(zhǎng)度，根據(jù)多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)長(zhǎng)度得到對(duì)應(yīng)的殼體質(zhì)量；

步驟五，爆炸驅(qū)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的熱內(nèi)能全部消耗在多孔材料殼體的塑性傳播區(qū)內(nèi)，將該區(qū)域消耗的能量轉(zhuǎn)化為單位質(zhì)量炸藥的多余消耗能量；對(duì)步驟一中的炸藥Gurney速度進(jìn)行修正，根據(jù)修正后的基于Gurney公式的多孔材料殼體爆炸初速計(jì)算公式，得到多孔材料殼體爆炸初速。

進(jìn)一步的，所述的基于Gurney公式的致密材料殼體爆炸初速計(jì)算采用如下公式：

由Cooper公式得到

其中：V_G為殼體破片初速，m/s；為炸藥的Gurney速度；M為殼體質(zhì)量；C為炸藥質(zhì)量；n為殼體-裝藥結(jié)構(gòu)形狀系數(shù)；D為炸藥爆速。

進(jìn)一步的，根據(jù)多孔材料殼體與炸藥的阻抗匹配，得到?jīng)_擊后多孔材料殼體的初始?jí)毫统跏急热荩ㄕㄋ帥_擊阻抗大于多孔材料殼體沖擊阻抗和炸藥沖擊阻抗小于多孔材料殼體沖擊阻抗兩種情況；

炸藥沖擊阻抗大于多孔材料殼體沖擊阻抗時(shí)，反射波為稀疏波：

根據(jù)炸藥C-J爆轟參數(shù)及爆轟產(chǎn)物等熵膨脹方程，得到分界面爆轟產(chǎn)物的質(zhì)點(diǎn)速度u_x

炸藥C-J壓力P_H

式中：γ為炸藥的多方指數(shù)；P_x為沖擊后分界面爆轟產(chǎn)物的壓力；ρ_c0為炸藥初始密度；

沖擊后分界面多孔材料殼體的質(zhì)點(diǎn)速度u_mx

式中：P_mx為沖擊后分界面處多孔材料殼體的壓力；v_m0為多孔材料殼體初始比容；v_mx為沖擊后多孔材料殼體的比容；