爆炸切割冲击波防护仿真研究

郑 英，邹德波，赵 铮

(1.中国船舶重工集团公司第七一三研究所，郑州 450015 2.南京理工大学能源与动力工程学院，南京 210094)

1 引言

爆炸切割作为比较常用的切割手段，被广泛应用于军事、航空航天及工程领域，它是利用聚能装药爆炸时压垮金属药型罩形成金属射流对材料进行射流侵彻来实现切割。爆炸切割在作用的同时会产生强烈冲击波，冲击波的防护方面如果做得不得当，对结构本身、相关人员以及想要达到的预期效果都会有很大的影响。

冲击波的防护一直是爆炸领域的热议话题。关于冲击波传递过程中的衰减规律，在1955年Brode[1]便提出了关于高爆炸药冲击波超压峰值的经验公式，1979年Henrych[2]对空气中冲击波的超压峰值进行了推导，1987年Mills[3]使用数值模拟和相似理论结合的方式求得了TNT爆炸产生的冲击波超压峰值经验公式。曹涛等[4]建立了特定当量的TNT自由场和近地爆炸模型，通过对比自由场冲击波超压经验公式，验证数值模拟的准确性。王良全等[5]采用AUTODYN对静爆、动爆过程进行了数值仿真，定量研究了不同装药运动速度下冲击波演化云图、冲击波压力峰值衰减曲面及冲击波压力峰值相对变化率曲面。

为了对冲击波进行有效防护，文献[6]通过试验研究与数值仿真证实了某些爆炸墙构造可以起到冲击波的有效防护。何翔等[7]通过原型坑道内爆炸试验，研究了破片和空气冲击波的复合作用对防护门的宏观破坏效应。焦安龙等[8]对水下防护平台的结构设计及受到冲击波作用时的稳定性进行了理论计算与数值仿真研究。……