简易平面波发生器的研究

摘要

平面波发生器是研究高应变率下材料状态方程的重要工具,目前应用较多的是由高、低两种爆速炸药组成的炸药平面波透镜。炸药平面波发生器是根据几何光学的Huygen-Snell原理设计,通过确定不同爆速炸药层的交界面曲线,最终使点起爆的爆轰波经过不同路径调整为平面爆轰波。
　　基于平面波发生器的相关原理，设计了直径为100mm的简易平面波发生器，利用非线性有限元软件 AUTODYN-2D对平面波的形成过程进行了数值模拟，得到了不同时刻的爆轰波传播波形，并对波形的平面度进行了测量。同时对简易平面波发生器驱动飞片的运动过程进行了模拟，得到了飞片运动变化规律。
　　结果表明：1)在直径60％的范围内波形的平面度为0.057μs，直径70%的范围内波形的平面度为0.098μs；2)空气隙厚度保持不变，飞片速度随空腔高度的增大，初始增长很快，最终趋于稳定；3)空腔高度保持不变，飞片速度随着空气隙厚度的增加而逐渐降低。由于边侧稀疏效应的影响，随着空气隙厚度的增加，10mm空腔高度处飞片的击靶波形差越来越大。
　　研究结果在一定程度上为平面波发生器的简易化研究提供了思路和方法，并为化爆加载装置的制造提供了基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 化爆加载装置

1.3、平面波发生器

1.4研究现状

第二章 爆轰波理论基础

2.1爆轰波对可压缩介质界面的作用

2.1.1接触爆炸时产物中反射波的判定

2.1.2 爆轰波垂直作用界面时介质中冲击波初始参数

2.1.3 某些介质中爆炸冲击波初始参数计算

2.1.4 爆轰波作用下可压缩介质界面运动规律

第三章 简易平面波发生器的理论和数值研究

3.1 理论模型

3.1.1铝环中冲击波的分析

3.1.2空气隙中爆轰产物的扩散

3.2 数值分析

3.2.1 材料模型和状态方程

3.2.2 多物质流固耦合算法

3.2.3模拟结果与分析

3.2.4波形平面度的分析

3.3 本章小结

第四章 爆轰产物驱动飞片运动的特性参数分析

4.1引言

4.2飞片参考点速度的影响因素分析

4.2.1空气隙厚度

4.2.2 空腔高度

4.2.3 飞片厚度

4.3飞片平面度的影响因素分析

4.3.1空气隙厚度的影响

4.3.2空腔高度的影响

4.3.3飞片厚度的影响

4.4本章小结

第五章 全文总结及工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学位论文