聚能装药水下爆炸冲击波载荷规律

王长利 周刚 马坤 陈春林 赵南 冯娜

王长利, 周刚, 马坤, 陈春林, 赵南, 冯娜. 聚能装药水下爆炸冲击波载荷规律[J]. 高压物理学报, 2017, 31(4): 453-461. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.014
引用本文: 王长利, 周刚, 马坤, 陈春林, 赵南, 冯娜. 聚能装药水下爆炸冲击波载荷规律[J]. 高压物理学报, 2017, 31(4): 453-461. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.014
WANG Chang-Li, ZHOU Gang, MA Kun, CHEN Chun-Lin, ZHAO Nan, FENG Na. Shockwave Characteristics of Shaped Charge Exploded Underwater[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2017, 31(4): 453-461. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.014
Citation: WANG Chang-Li, ZHOU Gang, MA Kun, CHEN Chun-Lin, ZHAO Nan, FENG Na. Shockwave Characteristics of Shaped Charge Exploded Underwater[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2017, 31(4): 453-461. doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.014

聚能装药水下爆炸冲击波载荷规律

doi: 10.11858/gywlxb.2017.04.014
详细信息
    作者简介:

    王长利(1980—), 男,博士,副研究员,主要从事爆炸与冲击动力学效应研究.E-mail:wangchangli@nint.ac.cn

  • 中图分类号: O385

Shockwave Characteristics of Shaped Charge Exploded Underwater

  • 摘要: 对聚能装药水下爆炸近区压力分布进行了实验研究,将其结果与数值计算结果进行比较,验证了计算模型及方法的可靠性;利用数值计算方法研究了聚能装药水下爆炸冲击波的分布规律、不同装药形式冲击波的传播以及能量的分布。结果表明:水中近场冲击波具有较强的不均匀性,侵彻体前端的水介质中有较强的压力扰动,对正向冲击波有增强作用,等压线呈不规则形状,近场冲击波阵面呈“梨形”演化。

     

  • 图  聚能装药及压力传感器布置

    Figure  1.  Setup of shaped charge and pressure sensors

    图  测点分布示意图

    Figure  2.  Schematic of measurement point allocation

    图  实验支架

    Figure  3.  Framework used in experiment

    图  第1发实验波形图

    Figure  4.  Oscillogram for Exp. No.1

    图  第2发实验波形图

    Figure  5.  Oscillogram for Exp. No.2

    图  第3发实验波形图

    Figure  6.  Oscillogram for Exp. No.3

    图  水中射流运动形成的图像[4]

    Figure  7.  Photograph of the movement of jet underwater[4]

    图  聚能装药水下爆炸冲击波传播

    Figure  8.  Blast wave propagation of shaped charge

    图  数值计算模型及测点布置

    Figure  9.  Numerical model and measurement point allocation

    图  10  数值计算与实验波形对比

    Figure  10.  Waveform comparison of numerical calculation and experiment

    图  11  数值计算模型

    Figure  11.  Models of numerical calculation

    图  12  模型中测点分布示意

    Figure  12.  Measurement point allocation in numerical model

    图  13  冲击波压力云图(数值计算)

    Figure  13.  Pressure nephogram of the blast wave (Numerical calculation)

    图  14  压力差与角度的关系

    Figure  14.  Relation of pressure difference with angle

    图  15  不同时刻的等压波形图

    Figure  15.  Isopiestic at different moments

    图  16  不同时刻的冲击波阵面演化

    Figure  16.  Evolution of blast wavefront at different moments

    表  1  实验测试方案

    Table  1.   Experimental scheme

    Exp. No. Measurement point
    1 P1, P2, P3, P4, P5, P6
    2 P1, P2, P3, P4, P5, P6
    3 P1, P2, P3, P5, P7, P8
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    表  2  实验结果统计

    Table  2.   Experiment results

    Exp. No. Peak pressure/(MPa)
    P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
    1 996 927 784 304 1012 291
    2 1003 896 770 332 1015 306
    3 1008 843 800 1000 3239 3129
    Average 1002 889 785 318 1009 299 3184
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    表  3  数值计算与实验测量冲击波压力峰值对比

    Table  3.   Peak pressure comparison of numerical calculation and experiment

    Measurement point Peak pressure/(MPa) Relative error/(%)
    Measurement (Avg.) Simulation
    P1 1002 1112 11.0
    P2 889 915 2.9
    P3 785 747 5.1
    P4 318 283 11.0
    P5 1009 1113 9.3
    P6 299 297 0.7
    P7(P8) 3184 3664 15.1
    下载: 导出CSV
  • [1] 威廉·普·沃尔特斯, 乔纳斯·埃·朱卡斯.成型装药原理及其应用[M].王树魁, 贝静芬, 译.北京: 兵器工业出版社, 1992.

    WALTERS W P, ZUKAS J E.Principle and application of shaped charge[M]. Translated by WANG S K, BEI J F.Beijing: Ordnance Industry Press, 1992.
    [2] 王海福, 江增荣, 俞为民, 等.杆式射流装药水下作用行为研究[J].北京理工大学学报, 2006, 26(3):189-192. doi: 10.3969/j.issn.1001-0645.2006.03.001

    WANG H F, JIANG Z R, YU W M, et al.View of armored equipment battle behavior of jetting penetrator charge operating damage[J]. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2006, 26(3):189-192. doi: 10.3969/j.issn.1001-0645.2006.03.001
    [3] 亨利奇J.爆炸动力学及其应用[M].熊建国, 译.北京: 科学出版社, 1987: 154.

    HENRYCH J.Dynamics of explosion and its applications[M]. Translated by XIONG J G.Beijing: Science Press, 1987: 154.
    [4] 赵峰, 王彦平, 龚晏青, 等.水中射流运动的观测[C]//第四届全国爆炸力学实验技术学术会议, 2006: 319-322. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-AHLX200610001052.htm

    ZHAO F, WANG Y P, GONG Y Q, et al.Measurement of the jets movement underwater[C]//The 4th National Conference of Experimental Technology in Explosion Mechanics, 2006: 319-322. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-AHLX200610001052.htm
    [5] 石秀华, 许晖, 韩鹏, 等.水下武器系统概论[M].西安:西北工业大学出版社, 2014.

    SHI X H, XU H, HAN P, et al.A survey of the underwater weapon system[M]. Xi'an:Nothwest Polytechnic University Press, 2014.
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  • 收稿日期:  2017-01-11
  • 修回日期:  2017-02-24

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