炸药撞击刚性靶板的试验和数值模拟

贾宪振,王永顺,刘瑞鹏

(西安近代化学研究所， 西安 710065)

炸药的撞击安全性是实际当中十分关心的问题，目前国内外已经开展了广泛的研究[1-4]，研究者大多采用炸药被动撞击的方式。然而对于炸药服役期间的一些工况，如弹体高速侵彻目标靶板、弹体入水和弹体跌落撞地等，炸药均为主动撞击，所以有必要研究炸药在主动撞击条件下的响应特性，以指导炸药配方和装药设计[5]。因此，开展了药柱以一定速度撞击刚性靶板的研究，分析了药柱撞击刚性靶板的大变形和破碎等动态响应规律，重点研究了药柱撞击靶板过程中的点火机制。

药柱撞击刚性靶板的过程属于非线性的瞬态问题，理论分析较为复杂。同时，由于炸药撞击试验潜在的爆炸破坏性，导致试验能够获取的数据十分有限，而采用数值模拟方法可以展示更多的炸药撞击过程的细节，从而揭示药柱撞击过程中的响应规律和点火机制。

1 药柱撞击刚性靶板试验

图1为炸药撞击刚性靶板试验系统的示意图，该系统主要由发射装置、测速装置、回收装置、高速摄影和钢质靶板等几部分构成。其中，发射装置为30 mm口径的火炮，发射时药柱嵌套在专用弹托上，弹托的作用有两个：一是防止药柱与火炮中的高温高压气体直接接触而提前点火；二是保持药柱飞行的气动稳定性。药柱和弹托在药柱撞靶前会自动分离，从而不会影响药柱的撞靶过程。测速装置由电子测时仪和网靶组成，用来测试试样的飞行速度，高速摄影用来拍摄炸药的撞击及点火情况，钢质靶板固定于地面上，其强度足够大，以保证在炸药撞击过程中靶板不发生塑性变形。……