破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用

陈长海 侯海量 朱锡 胡年明 李典

陈长海, 侯海量, 朱锡, 胡年明, 李典. 破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用[J]. 高压物理学报, 2018, 32(1): 015104. doi: 10.11858/gywlxb.20170849
引用本文: 陈长海, 侯海量, 朱锡, 胡年明, 李典. 破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用[J]. 高压物理学报, 2018, 32(1): 015104. doi: 10.11858/gywlxb.20170849
CHEN Changhai, HOU Hailiang, ZHU Xi, HU Nianming, LI Dian. Coupling Action Spans for Air-Blast Waves and Fragments by Fragmentation Warheads Exploding in Air[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(1): 015104. doi: 10.11858/gywlxb.20170849
Citation: CHEN Changhai, HOU Hailiang, ZHU Xi, HU Nianming, LI Dian. Coupling Action Spans for Air-Blast Waves and Fragments by Fragmentation Warheads Exploding in Air[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2018, 32(1): 015104. doi: 10.11858/gywlxb.20170849

破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用

doi: 10.11858/gywlxb.20170849
基金项目: 

国家自然科学基金 51409253

国家自然科学基金 51479204

详细信息
    作者简介:

    陈长海(1985—), 男, 博士, 讲师, 主要从事舰船结构毁伤力学研究. E-mail:chenchanghai0746@163.com

  • 中图分类号: O382.1

Coupling Action Spans for Air-Blast Waves and Fragments by Fragmentation Warheads Exploding in Air

  • 摘要: 为探讨破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用机制,通过分析冲击波和破片在空气中的运动规律,在考虑壳体对冲击波强度的影响下,建立了冲击波与破片耦合作用区间的理论计算模型,并采用相关文献试验结果进行了对比。在此基础上,结合实例讨论了耦合作用区间随各影响因素的变化规律。结果表明,战斗部装填系数、装药爆速、壳体厚度以及能量分配对耦合作用区间的影响较大,而装药爆热、破片质量及破片形状对耦合作用区间的影响较小;随着装填系数、装药爆热和爆速、破片质量及冲击波能量与破片动能的比值的增大,耦合作用区间均减小;而随着壳体厚度和破片形状不规则度的提高,耦合作用区间增大。

     

  • 图  空爆冲击波波阵面传播速度与比例爆距的关系

    Figure  1.  Relation between scaled stand-off distance and propagation velocity of air-blast wave front

    图  传播距离随时间的变化

    Figure  2.  Propagation distances versus time

    图  装填系数对耦合作用区间大小的影响

    Figure  3.  Influence of loading coefficient on coupling action spans

    图  装药爆热对耦合作用区间大小的影响

    Figure  4.  Influence of detonation heat on coupling action spans

    图  装药爆速对耦合作用区间大小的影响

    Figure  5.  Influence of detonation velocity on coupling action spans

    图  破片质量对耦合作用区间大小的影响

    Figure  6.  Influence of fragment mass on coupling action spans

    图  破片形状对耦合作用区间大小的影响

    Figure  7.  Influence of fragment shape on coupling action spans

    图  壳体厚度对耦合作用区间大小的影响

    Figure  8.  Influence of shell thickness on coupling action spans

    图  能量分配对耦合作用区间大小的影响

    Figure  9.  Influence of energy distribution on coupling action spans

  • [1] 蒋志刚, 白志海, 严波, 等.金属薄板与加筋板爆炸冲击响应研究进展[J].振动与冲击, 2010, 29(11):41-46. doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2010.11.010

    JIANG Z G, BAI Z H, YAN B, et al.Advances in study on impact response of thin and stiffened metal plates under blast loading[J]. Journal of Vibration and Shock, 2010, 29(11):41-46. doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2010.11.010
    [2] 王晓强, 朱锡.舰船用钢的抗弹道冲击性能研究进展[J].中国造船, 2010, 51(1):227-236. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgzc201001029.aspx

    WANG X Q, ZHU X.Review on ballistic impact resistance of ship building steel[J]. Shipbuilding of China, 2010, 51(1):227-236. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgzc201001029.aspx
    [3] 何翔, 庞伟宾, 曲建波, 等.防护门在空气冲击波和破片作用下的破坏[J].爆炸与冲击, 2004, 24(5):475-479. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bzycj200405017

    HE X, PANG W B, QU J B, et al.Protective door damaged by air shock wave and fragment arisen from explosion in prototype tunnel[J]. Explosion and Shock Waves, 2004, 24(5):475-479. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bzycj200405017
    [4] 李伟, 朱锡, 梅志远, 等.战斗部舱内爆炸对舱室结构毁伤的实验研究[J].舰船科学技术, 2009, 31(3):34-37. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_jckxjs200903008.aspx

    LI W, ZHU X, MEI Z Y, et al.Experimental studies on damage effect of missile warhead on cabin's structure under internal explosion[J]. Ship Science and Technology, 2009, 31(3):34-37. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_jckxjs200903008.aspx
    [5] NYSTRÖM U, GYLLTOFT K.Numerical studies of the combined effects of blast and fragment loading[J]. International Journal of Impact Engineering, 2009, 36(8):995-1005. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2009.02.008
    [6] 张成亮, 朱锡, 侯海量, 等.爆炸冲击波与高速破片对夹层结构的联合毁伤效应试验研究[J].振动与冲击, 2014, 33(15):184-188. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZDCJ201415033.htm

    ZHANG C L, ZHU X, HOU H L, et al.Tests for combined damage effect of blast waves and high-velocity fragments on composite sandwich plates[J]. Journal of Vibration and Shock, 2014, 33(15):184-188. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZDCJ201415033.htm
    [7] 梁为民, 张晓忠, 梁仕发, 等.结构内爆炸破片与冲击波运动规律试验研究[J].兵工学报, 2009, 30(增刊2):223-227. https://www.cnki.com.cn/qikan-BIGO2009S2047.html

    LIANG W M, ZHANG X Z, LIANG S F, et al.Experimental research on motion law of fragment and shock wave under the condition of internal explosion[J]. Acta Armamentarii, 2009, 30(Suppl 2):223-227. https://www.cnki.com.cn/qikan-BIGO2009S2047.html
    [8] 刘刚. 破片和冲击波对直升机结构联合作用的数值模拟研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2013.
    [9] 张媛. 杀爆战斗部对武装直升机的毁伤研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2013. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y2276980
    [10] 赵德辉, 许金余, 张燕.武器爆炸条件下冲击波与弹片共同作用数值模拟分析[J].西北工业大学学报, 2006, 24(3):334-337. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbgydxxb200603014.aspx

    ZHAO D H, XU J Y, ZHANG Y.Velocities and displacements of shrapnel and shock wave during blast[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University, 2006, 24(3):334-337. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xbgydxxb200603014.aspx
    [11] 吕晓聪, 许金余, 白二雷, 等.弹片与爆炸冲击波耦合作用分析[J].解放军理工大学学报(自然科学版), 2007, 8(6):640-644. http://industry.wanfangdata.com.cn/dl/Detail/Periodical?id=Periodical_jfjlgdxxb200706015

    LÜ X C, XU J Y, BAI E L, et al.Analysis of coupling between shrapnel and blast shock wave[J]. Journal of PLA University of Science and Technology (Natural Science Edition), 2007, 8(6):640-644. http://industry.wanfangdata.com.cn/dl/Detail/Periodical?id=Periodical_jfjlgdxxb200706015
    [12] 张守中.爆炸基本原理[M].北京:国防工业出版社, 1988.
    [13] 王儒策, 赵国志.弹丸终点效应[M].北京:北京理工大学出版社, 1993.
    [14] 张奇, 苗常青, 白春华, 等.壳体对爆炸空气冲击波强度的影响[J].应用力学学报, 2003, 20(3):145-147. doi: 10.3969/j.issn.1000-4939.2003.03.033

    ZHANG Q, MIAO C Q, BAI C H, et al.The influence of shell on blast shock wave intensity[J]. Chinese Journal of Applied Mechanics, 2003, 20(3):145-147. doi: 10.3969/j.issn.1000-4939.2003.03.033
    [15] ZHANG Q, MIAO C Q, LIN D C, et al.Relation of fragment with air shock wave intensity for explosion in a shell[J]. International Journal of Impact Engineering, 2003, 28(1):1129-1141. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X03000046
    [16] 陈志坚.舰艇振动学[M].北京:国防工业出版社, 2010.
    [17] KELLER J A. Environment from internal detonation of warheads[R]. Engineering Sciences Laboratory, Dener Research Institute, 1997.
  • 加载中
图(9)
计量
  • 文章访问数:  6995
  • HTML全文浏览量:  3044
  • PDF下载量:  426
出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-16
  • 修回日期:  2017-11-06

目录

    /

    返回文章
    返回