重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究.pdfVIP

一重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究 绪梅王良厚木董江涛 (防化指挥工程学院，Ic防化研究院) 核武器的小型化、精确打击手段的发展及目标防护能力的提高，使得目标遭重复核袭击 的可能性增大。当一个目标先后遭受两次以至多次核袭击时，在首次遭袭后，目标的抗力将 发生变化，依据目标的质地特征和再次遭袭的毁伤值大小，再次遭袭后，目标毁伤情况如何 变化? 对爆炸冲击波的数值模拟，大致有三种方法，第一种，是一种解耦的方式，即将随时间 变化冲击波压力荷载直接作用于目标；第二种，在不考虑爆炸材料内部变化的情况下，可用 高温高压的气体来模拟爆炸。在充满理想大气的空间中定义一个区域，在该区域内充斥着高 温高压的气体。爆炸发生时该区域内的高温高压气体迅速向各个方向流动。形成波阵面；第 三种，直接定义化爆炸药。在充满理想大气的空间中定义某些欧拉单元具有爆轰产物状态方 程，这些单元就是数值模拟的炸药。在分析过程中，这些单元会发生爆炸，从而形成冲击波。 本文采用第三种方法模拟多点爆炸冲击波效应。 1 多点爆炸效应的有限元实现 爆炸空间采用4mX2rex2m的充满理想大气的空间来模拟，并采用Euler八节点六面体 单元(CHEXA)进行划分，单元尺寸为0．2m×0．2m×0．2m。 起爆之前，爆炸空间内充满了压强为1个大气压的理想气体．在DYTRAN中用EOSGAM 卡定义气体的本构关系，即采用Y律状态方程描述的理想气体，其中压力是密度、比内能及 理想气体比热比的函数： P=(7—1)p·P 在这里，空气密度取1．29kg／m3。比热比取1．4，比内能取1．938×1052m／s2． 为模拟冲击波在空间中的传播及反射，将模拟的爆炸空间除底面外的五个面均设为材料 流入流出面，边界面上设定压强为1×lOPa。 1．1炸药的定义——确定爆源参数 炸药爆轰产物状态方程是描述炸药爆轰状态之后的爆轰产物系统各物理量之间的关系 式。目前。已有多种发展比较成熟的爆轰产物状态方程形式，如等熵Y律状态方程、BKW、LJD、 JCZ及jWL状态方程等。 状态方程，其形式为 一4(，一署)e-atln+B(-一却e-a2lrl+∞qPoP 式中：P为爆轰产物的压力，A，B，R1。R2和∞为JWL状态方程参数，e为炸药的比体积内 2 11 能， p，pD，p为总体材料密度。po为爆炸材料密度．这些参数值一般来说是用试验方 法确定的，不同的化学炸药其参数是不一样的。采用JWL方程能比较精确地描述爆轰产物的 953 膨胀驱动作功过程。 m／s．比体积 在本文的工作中设定炸药的密度为1717kg／m产生的冲击坡速度为7890 3 2GPa，B=7678GPa，R1=42+R2=1l，o弧0 内能为037GPa，JwL状态方程参数^=524 具有m类型状志方程的欧拉单元在分析过程中会拉生爆炸。在DYTR^N中必须有一张 DErSPB卡用来定义起爆点的位置、起爆时间、爆炸渡的传播速度。程序据此计算每个炸药 单元的爆炸时间。不具有J礼型状态方程的单元不受影响。 正是因为可咀设定不同炸药的起爆时间，因此该方法可咀用来模拟重复袭击冲击波。 1 2对多种爆炸情况的考虑 在重复袭击冲击渡效应的模型建立过程中．首先设定爆炸材料的总装药量不变，分别考 虑了四种爆炸情况．丹别是： a情况1：将总装药量分为两等份，设定爆炸时间为同时。 b情况2：将总装药量升为两等份，设定爆炸时间问隔为lO”s。 s。 c情况3：将总装药量分为比例为I：3的两不等份，设定爆炸时间问隔为tog d情况4：将总装药量作为一个整体爆炸． 1 3冲击波的传播 02s接每50个步长