简易平面波发生器及飞片冲击实验(16)

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3.7 本章小结

本章分别建立了简易平面波发生器的数值仿真模型及利用该简易平面波发生器推动飞片的模型，得到了在给定固定装药(Φ35 mm×35 mm的柱形B炸药)的条件下能驱动飞片在50%直径范围内保持一定平面度飞行的最佳铝环尺寸(Φ(35-15.8) mm×3.6 mm)。在仿真过程中得到了以下几点结论：

(1) 即使是面起爆，也不能使药柱内的爆轰波文持完全的平面；

(2) 简易平面波发生器的设计是可行的；

(3) 面起爆驱动飞片不一定比点起爆、通过铝环调整的爆轰波驱动的飞片的平面性好；

(4) 计算得的飞片的平面度与主药柱主准平面波的平面度不成正比；

(5) 经铝环调整后的准平面波作用于飞片后，飞片的平面性不一定比完全面起爆的爆轰波直接作用于飞片得到的平面性差。

此外，用AUTODYN对工程模型计算结果进行验证，找到了其间造成误差的主要因素，并对工程模型进行了修正。

4 基于简易平面波发生器的飞片冲击实验方案设计

4.1 引言

工程模型计算和数值仿真分析均表明，简易平面波发生器的结构是可行的。在此基础上，本课题设计了一组简易平面波发生器驱动飞片的实验装置，通过探针法测量飞片径向平面内速度分布更直观的验证波的平面度。

由于受到实验条件的限制，本课题仅进行了一次摸底实验验。本次实验的目的是验证所设计的测试方案能测量有效数据，检验平面度，为课题的下一步工作做准备。实验采用的药柱为Φ29×12.75 mm的钝黑铝，铝环尺寸为Φ(29-15)×3 mm，铜的厚度为2 mm。为了验证该实验方案的有效性，用数值仿真对该方案下的飞片平面度进行了计算。

4.2 实验方案

如图4.1所示，实验装置由三部分组成：发射装置、导向装置和测量装置。

(a) (b)

图4.1 简易平面波发生器及飞片冲击实验装置

(a)实验装置实物图 1—发射装置；2—导向装置；3—测量装置。(b)实验装置设计图

1—导线筒；2—探针支撑座；3—套筒；4—药柱；5—药托；6—传爆药；7—调整环；8—飞片。

4.2.1 发射装置

发射装置如图所示，为简易平面波发生器加飞片形式，由药托(内置传爆药)、副药柱、铝环、主药柱和铜飞片组成。由药托引出雷管，雷管引爆传爆药后，迅速引爆副药柱，副药柱中的爆轰波经过铝环调整为平面波在主药柱中传播，在爆轰产物和冲击波的作用下驱动飞片运动。

图4.2 发射装置

4.2.2 导向装置

在发射装置和测量装置中设一套筒作为导向装置，保持飞片不偏离轴线运动，并减少边界稀疏波的影响。

4.2.3 测量装置

本实验采用探针法测量飞片径向平面内各点到达时间，如图6.3(a)所示。为测试飞片速度，设置两个平面进行测试。如图6.3(b)所示，对探针进行编号，其中1~8号探针高度(探针顶端至探针支撑座上表面距离)为20 mm，9~12号探针高度为15 mm。为检验平面性，1、4、5、8号探针分布在直径为Φ20 mm的圆上，2、3、6、7号探针分布在直径为Φ10 mm的圆上。