刘 露，唐恩凌，陈 闯

（沈阳理工大学装备工程学院，沈阳110159）

活性破片依靠动能侵彻和内爆相结合的毁伤机理联合作用提高战斗部的毁伤能力，Al/PTFE是典型的活性破片。M.N.Raftenberg[1]等针对质量比为74∶26的PTFE/Al配方活性材料，通过Hopkinson杆动态压缩实验和准静态压缩实验，获得了活性材料的动态和静态力学参数，利用所获实验参数分别对Johnson-Cook强度模型和PSD强度模型进行了标定，并且分别基于PSD模型和Johnson-Cook模型采用数值模拟方法对活性破片冲击金属靶作用行为进行了研究，结果表明标定后的数值模拟材料模型能较好反映活性材料相关力学行为。R.G.Ames等[2]通过泰勒杆实验对含能破片临界起爆压力阈值进行了测试，分析了活性材料点火起爆机理，还利用密闭容器实验测试了活性材料撞击起爆压力时程曲线。本文研究了不同算法对活性破片侵彻不同厚度铝靶仿真结果的影响，选择SPH算法对活性破片侵彻不同厚度铝靶进行数值模拟，得到不同撞击速度下靶板碎片速度的变化。

1 数值模拟

采用Autodyn有限元软件对Al/PTFE活性破片侵彻铝靶的过程进行二维数值模拟，弹靶均采用Johnson-Cook强度模型，均选择Shock状态方程，采用轴对称模型。仿真模型如图1所示。

图1 仿真模型

选取Lagrange、Euler和SPH三种算法进行仿真。Lagrange算法划分的每个单元网格的顶点随材料一起变形，算速度比其他算法要快，但材料的大变形也会使网格发生变形，从而导致计算精度严重下降甚至难以计算下去。Euler算法划分的网格不发生扭曲，物质通过单元格边界流入流出，材料的大变形或流动不会导致网格的畸变，缺点主要是必须追踪物质的运动，计算时间相对较长。……