关于引爆炸药的阈值速度与临界直径的数值模拟
山西中北大学机电工程学院 赵春龙 王志军
引言
被誉为陆战之王的坦克主要作用是对抗反装甲弹药。世界各国采用新原理、新材料、新结构的方法，普遍增强了坦克装甲的防护能力，尤其是反应装甲等技术被广泛采用，极大地增强了坦克的防御能力。坦克已经成为防护好、火力猛、高速、高机动性的移动堡垒，给传统的反装甲弹药提出了严峻的考验，尤其削弱了破甲弹的侵彻能力，为了更有效地摧毁披挂反应装甲后面的人员及设备[1-2]，串联战斗部技术有效地解决了此类问题。
本文选择B炸药作为被发炸药，使用显式动力学分析软件autodyn，研究了铜射流与特氟龙射流冲击裸炸药、仅带面板炸药、仅有背板的炸药情况，得出了面板、背板对B炸药冲击起爆的影响规律。
1 材料及有限元模型
1.1材料模型及参数
本文主要涉及特氟龙、铜、B炸药以及30CrMnSi四种材料，研究了壳体对炸药冲击起爆的影响，壳体使用30CrMnSi。射流的压缩、拉伸导致材料发生大的变形，使用处理大变形问题的EULER网格，B炸药及30CrMnSi使用拉格朗日网格，整个模型采用流固耦合的方式进行耦合。
autodyn中α值（大于零且小于等于1）与高斯点的压力值确定炸药的爆炸情况，当α小于1时，被发炸药基本未反应，当α值为1且高斯点的压力小于20 GPa，认为被发炸药部分反应，当α值为1且大部分观测点的压力大于20GPa，认为炸药发生了爆轰。
1.2有限元模型
为了节约计算资源，建立了二分之一的有限元模型，被发B炸药中间部位设置13个压力观测点如图2所示，以便观测B炸药压力随铜射流侵彻的变化情况，B炸药的厚度为4mm，壳体厚度为2mm[3-4]。数值模拟中单位制为：cm-g-μs-Mbar。
