图2。1 含能药型罩对混凝土目标毁伤机理以及毁伤效应
图2。2 含能药型罩对装甲目标毁伤机理以及毁伤效应
2。2 含能活性材料药型罩的射流形成理论
目前主要有两种关于聚能射流形成的流体力学理论。一种是定常理想不可压缩流体力学理论,另一种是准定常理想不可压缩流体力学理论。下面简单的介绍下这两个理论。
2。2。1 定常理想不可压缩流体力学理论
这个理论的基本假设如下:
1)在爆轰压力作用下药型罩为理想(无黏性)不可压缩流体;
2)药型罩各处的压垮速度V0相同,且在压垮过程中V0保持不变;
3)药型罩变形过程中母线长度保持不变。
图2。3是药型罩压垮过程的几何图。
图2。3 药型罩的压垮过程
以锥形的药型罩为例,它是关于轴对称的,因此α代表药型罩顶角的一半,β代表压垮角。假定药型罩的压垮速度为V0。则压垮的药型罩壁面的汇合点速度为:
此时壁面的任意点P速度为:
因为射流为定常不可压缩流体,且流入和流出驻点的压力为定值,又压强为零,密度相同,所以压力取决于速度,且相对驻点A射流与杵体流入和流出的速度相等,都是V2,如图2。4所示。
,
图2。4 射流形成的动态坐标系
故在静态坐标系中射流和杵体的速度分别为
将式(2。1)和式(2。2)代入式(2。3)、式(2。4)可得
定常模型可以预测射流与杵体的速度与质量,但定常模型往往预测的射流速度都偏高了,实际上射流整体有一定的速度梯度,它的射流速度从头部到尾部是递减的[14]。因此定常模型不能预测射流的长度。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-
2。2。2 准定常理想不可压缩流体力学理论
Pugh、Eichelberger和Rostoker等人对Birkhoff等人的定常理论作出了重大的改进。Pugh等人提出一个一维准定常射流形成理论,后来被称为PER理论。除了压垮速度,该理论与Birkhoff理论拥有相同的概念。PER理论认为对于所有药型罩微元来说,药型罩上不同位置的微元的压垮速度都是不同的,压垮速度从药型罩的顶端到底部逐渐降低,因此出现了较大的射流延伸[15]。
PER理论假定圆锥形药型罩壁面的压垮速度是在不断变化着的,这一条件极大丰富了定常理论的计算过程。从药型罩头部到底部的压垮速度在渐渐降低,图2。5给出了这些速度变化带来的的影响。
图2。5 压垮速度为变量时的药型罩压垮过程
图2。6所示的是一个相似于Birkhoff的定常模型,并模拟出了流体的流动情况。QJ平行于PA,其长度与PQ相等。若是QP和QJ的长度与U相等,那么它们表示在动坐标系中药型罩微元进入和离开区域P时的速度。矢量PJ=V0为静止坐标系内压垮的药型罩微元的速度。药型罩微元不是垂直于药型罩初始表面运动而是沿着与内表面法线成小角δ的直线运动[16]。
LS-DYNA含能活性材料在武器弹药中的应用研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_87990.html