金属柱壳外爆膨胀断裂特性的数值模拟研究

摘要

金属柱壳爆炸膨胀碎裂过程及机理一直是人们关注的。本文利用数值实验方法分析了载荷特性及具有初始几何缺陷金属柱壳在爆炸膨胀过程中剪切局域化过程及破坏特性。结果显示:载荷特性对柱壳破坏有影响,对于理想的、没有任何缺陷的柱壳模型,在较高载荷峰值(35GPa)时,柱壳首先在厚度中间沿环向产生微裂纹演化的破坏,并形成变形局域化的剪切带沿45°或135°向内、外表面扩展,且脉冲越长,产生剪切带间距越小。在较低载荷峰值(25GPa)时,在厚度中间直接形成45°或135°剪切裂纹,并向内、外表面扩展;对内表面具有初始几何缺陷的金属柱壳,与理想模型的破坏不同,首先在柱壳内表面形成剪切带,向外表面扩展,并且随缺陷的初始扰动增大,剪切带间距增大。