徐汉中 梅新良 张君发

摘  要：本文采用数值仿真和试验的手段对聚能切割索切割金属靶板的过程进行了研究，仿真和试验结果证明：聚能切割索切割金属靶板的过程包括侵彻和拉断过程，拉断厚度最大占切割厚度的46%，切割过程仿真可指导工程设计。

关键词：聚能切割索;数值仿真;切割过程

引言

聚能切割索是最近发展起来的一种特殊切割技术，它是利用成型装药的爆轰来压垮金属药型罩形成高速的线型射流，能在瞬间切割各种金属或非金属材料。聚能切割索具有结构简单、切割能力强、性能可靠的特点，在切割的过程中无飞片、破片现象，切缝规则，易于控制切割形状。聚能切割索多用在常规机械工业手段（如锯切、车削、气割等）无法实施安全作业的特殊环境中，如运载火箭的级间分离装置[1]、飞机救生系统[2-4]、核设施的拆除[5]、海底沉船的切割打捞、地下或水下石油井架的切割拆除[6]等。

聚能切割索切割金属靶板主要依靠金属射流对靶板的侵彻作用。射流侵彻过程通常分为三个阶段[7]：（1）开坑阶段，侵彻初始阶段，从射流头部撞击静止靶板开始，到射流在靶板建立稳定的三高区（高温、高压、高应变率）为止;（2）准定常阶段，此阶段碰撞点处的压力比较小，射流能量分布变化缓慢，侵彻参数变化不大，侵彻孔径变化也不大，基本与侵彻时间无关;（3）终止阶段，射流速度降低，靶板强度的作用越来越明显，射流的侵彻速度减慢，扩孔能力降低，前面的射流残渣影响了后续射流与靶板材料的直接接触，这导致了射流侵彻能力的减弱，此外射流在侵彻的后期产生颈缩和断裂，对侵彻过程产生不利影响。……