非晶含能破片冲击释能仿真：LS-DYNA热力耦合FEM-SPH解析

目前含能破片有多种，研究较为广泛是 金属聚合物类破片（Al/PTFE，论文仿真国外实例：《Characterization and Modeling Methodology of Polytetrafluoroethylene Based Reactive Materials for the Development of Parametric Models》）、 金属间化合物类（如Al/Ni）、 非晶破片和 髙熵破片等。关于非晶破片冲击释能的研究较少，因此简单介绍非晶破片冲击释能温度变化原理，理解仿真思路。

初始正文

仿真模拟破片为锆基非晶破片，与金属聚合物类破片释能的反应原理不同，非晶破片主要由高温的碎片与空气发生金属氧化反应释放能量，无气态产物生产，其超压毁伤主要来自空气吸热膨胀导致。

  一般评价测量含能破片冲击释能的方法为VCC（Vented Chamber Calorimetry）法，装置如图1，主要利用准静态超压峰值评价含能破片冲击释能大小，帖子作者认为该法适合用于生成气体较多的破片如Al/PTFE。

图1 VCC准静态腔室量热法

而非晶破片的超压毁伤直接受高温影响，利用温度峰值评估非晶破片冲击释能更有说服力。借鉴VCC法，利用热电偶替换压力传感器，测量容器内温度。以此衡量非晶含能破片(生产气体较少近乎无)的毁伤能力。改进测试装置如图2所示，装置尺寸如图3所示。

图2 冲击释能测温

图3 容器尺寸

试验结果：在相同时间内，靠近壁面的温度较低，而空腔温度较高，说明短时间内碎片向壁面传热较少可以认为绝热。

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