爆炸飞板碰撞厚钢板时背面的空气冲击波压力计算

　　爆炸飞板碰撞厚钢板时背面周听清王凤英刘天生21.中国科技大学近代力学系，合肥230026；2.华北工学院环境与安全工程系，太原030051板自由而的速变进行了数值计算。还利用钢板和空气界面条件对钢板背面空气中冲击波的传播进行了住球对称的数值分析，所得的结果与实际测量值吻合较好，引言在炸药爆炸驱动飞板作用下对厚钢板中应力波传播及钢板破坏的计兑前巳得到，很好的处理1.但钢板与空气介质的耦合背面空气中冲击波的发生与发展过程，还不能得到很好的解决。为了解决此问，本文利用维轴对称动态有限元数值分析方法对炸药爆炸驱动飞板作用下的厚钢板自由面的运动进行了数值计戴并且利用厚钢板和空气界面速度相等的条件对钢板背面空气中冲击波的传播进行了维球对称的数值分析，得到了在炸药爆炸驱动飞板作用下，厚钢板后的冲击波超压随距离的分布规律。这结果与实际测量吻合较好。

　　1模型的假设型爆炸飞板钢板；吖空气介质。本问的装药为扁平形状，装药厚度为夺薄型爆炸飞板厚度为厚钢板的厚度为丹。

　　假设条件由于炸药的厚度很，爆轰历时很短，在计算的过程中被处理为瞬时绝热爆轰；1爆炸板序钢板化由于爆炸飞板很薄，碰撞厚钢板时的速度较高，碰撞过程可视为非弹性碰撞，装甲与空气介质的密度相差很大，在计算厚钢板中应力波的传递过程时它们之间，薄板的碰撞假定为面接触，历时极短，厚钢板的塑性变形很小在碰撞面上仅有很轻微的压痕，因此在计算厚钢板中的应力传递时把装甲视为弹性介质。

　　2炸药爆炸后薄板速度的确定根据绝热时燥怎原理，保炸冲量为1散速度，心=为炸药爆炸分布不均匀系数01为炸药的爆热。取01396.。设薄板的质量为即薄板的平均速度为根据动璜守恒，薄板的运动动景应等于炸药爆炸冲量所以。薄板的速度为3厚钢板上的碰撞压力与作用时间若取为单位面积1的平均碰掎冲量，则作在厚钢板1位而积上的甲均报力在厚钢板单位面积上的平均压力又可写为厚钢板自由面的速度计算从厚钢板中取出块直径为以为化的钢甲史碰撞分限元数位分析方法进行数值计算。任取装约直为2装封料孩胯钢板时背而的空气冲击波压力汁算0.0051可以得到厚钢板自由面的速度。其计算结果3.

　　钢板自由面的速度时程曲线。

　　5厚钢板背面空气中冲击波超压的计算从厚钢板自由面的速度时程曲线来看，速度随时间的变化是连续的，波的传播可以近似看作是按当地声波速度传递的，根据界面速度条件，当地的声速为2广滞则有你跨过入射右行波具有特征关系将9式带入8式可得到厚钢板入射到空气界面上压力为由10式可计算出厚钢板背面空气中0.005时，厚钢板背面空气中的冲击波初始压力时程曲线。

　　45时厚钢板空气界面上的压力分布情况。从压力分布形态看，空气中冲击波随距离的衰减规律可近似看成无限介质中皮时的情况为例，计算结果6.

　　6计算结果与实验的比较值有1.2312个大气压，当冲击波运动到距尚钢板0.1爪时超压峰值仅有，6班8超压峰值降低了接近20倍。以后冲击波超压衰减很慢，当冲击波运动到距离钢板5，1时超压峰值为，2，仅降低了0.01.

　　变化的实验曲线。从该曲线可以看出，实测的冲击波超压峰值仅比计算值高0.013.这误差是与计算模型的假设有关。显然，根据本文提出的数值计算模型的计算结果与实验比较吻合较好。

　　参考周圯公。刘孝敏。应力波放大器维数值分析庖刖玫学和力学9沾69797 I2作把弧余公落叫听讥应力波在吃截而杆中传播的数值分析1航空学报，1998，19