ANSYS适应新型串联战斗部要求的随进子弹研究(7)
方程式（2.2.13）右端第1项在高压段起主要作用，第2项在中压段起主要作用，第3项代表低压段。8701炸药的计算参数见表2.2.7[27]：
表2.2.7 8701炸药的计算参数
ρ0/(g/cm3) D/(km/s) E/GPa A/GPa B/GPa R1 R2 ω
1.7 8425 9.5 854.5 20.5 4.6 1.35 0.25
隔板为60mm尼龙材料（NYLON），使用固体介质的冲击（Shock）状态方程和von Mises强度模型，参数取自AUTODYN材料参数库。随进子弹壳体材料45钢（STEEL），使用线性（Linear）状态方程和约翰逊-库克（Johnson Cook）强度模型，参数取自AUTODYN材料参数库。
线型状态方程为：
(2.2.14)
其中：K——材料的体积模量
u——u=ρ/ρ0-1
约翰逊-库克强度模型表达式为[28]：
(2.2.15)
其中：A——材料静态屈服极限
B、n——应变硬化参数
C——与应变率相关的参数
εp——有效塑性应变
εp*——归一化的有效塑性应变率
m——温度软化参数
若室温为Tr，熔点温度为Tm，则相对温度定义为：
(2.2.16)
后级装药用与8701相同密度的材料模型来代替8701炸药，前级装药起爆方式为点起爆，前级与后级为相对静止状态，仿真设计见图2.2.8。
为方便观察，在后级随进子弹上共取8个高斯观察点，其中：点1为随进子弹头部前面一个网格，此点可以记录爆轰冲击波对随进子弹的压力变化；点2、3为随进子弹头部上的点，可以记录冲击波传入弹体内的压力变化；点6为冲击波最先传入随进子弹内二级装药的位置，可以记录冲击波传入随进子弹内部二级装药中的压力变化。
前级装药起爆18.2us时，冲击波传播过程中压力云图见图2.2.9，此时弹头头部达到冲击波对其作用压力峰值。前级装药起爆31.0us时，结束仿真，材料状态见图2.2.10，观察可知二级聚能装药与药型罩几乎无变形，通过坐标可观察到随进子弹头部变形向左缩进1.2mm，变形量极小，可忽略不计。
仿真过程中，高斯点1的压力变化历史曲线见图2.2.11，压力峰值出现在18.2us时，最大压力为1.19GPa，仿真结果与随进子弹头部所受压力理论计算结果相符，略有偏大。高斯点2、3的压力变化历史曲线见图2.2.12，点2的压力峰值出现在19.6us时，最大压力为2.47GPa，仿真结果与传入随进子弹壳体材料中的压力计算值非常一致；点3的压力峰值出现在21.6us时，最大压力为1.82GPa，衰减变化规律与理论研究结果相符。点6的压力峰值出现在29.1us时，最大压力为0.59GPa，此压力远小于8701高能炸药起爆压力，故本例中隔板的设计起到了非常好的隔爆效果。
图2.2.8 冲击波对随进子弹影响仿真建模
图2.2.9 在18.2us时冲击波传播压力云图
图2.2.10 在31.0us时随进子弹影响仿真
图2.2.11 高斯点1压力变化历史曲线
图2.2.12 高斯点2、3压力变化历史曲线