[发明专利]一种金属药型罩材料聚能射流平均直径的预测方法及其应用

权利要求书

1.一种金属药型罩射流平均直径的预测方法，包括以下步骤：

(1)根据金属药型罩射流形成及运动过程中的应力状态，结合金属药型罩的材料属性在射流形成及运动过程中对射流形态的作用机理，构建射流平均直径-材料属性关系式；

所述材料属性包括密度、纵波波速、高应变率抗压强度、高应变率压缩断裂应变、高温抗拉强度和高温拉伸断裂应变；所述高应变率抗压强度和高应变率压缩断裂应变的应变率独立地≥1×10³/s；所述高温抗拉强度和高温拉伸断裂应变的温度独立地≥700℃；

(2)将所述金属药型罩的材料属性代入所述步骤(1)得到的射流平均直径-材料属性关系式中，拟合得到射流平均直径-材料属性方程式；

(3)提供待测金属药型罩的材料属性，利用所述步骤(2)得到的射流平均直径-材料属性方程式得到待测金属药型罩聚能射流的平均直径预测值；

所述射流平均直径-材料属性关系式的数学方程如式II所示：

式II中，r_j表示射流平均直径，单位mm；

V₀表示药型罩初始体积，单位cm³；

k、M和N表示参量，为常数；

ε_hc表示高应变率压缩断裂应变，无量纲；

σ_hc表示高应变率抗压强度，单位为MPa；

σ_HT表示高温抗拉强度，单位为MPa；

ρ₀表示密度，单位为kg/m³；

C₀表示纵波波速，单位为m/s；

ε_HT表示高温拉伸断裂应变，无量纲。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述金属药型罩的几何结构为空心圆锥；所述空心圆锥的内壁母线与外壁母线平行；所述空心圆锥的锥角为60～90°；所述空心圆锥的壁厚为0.5～3mm。

3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述射流平均直径-材料属性关系式如式I所示：

式I中，r_j表示射流平均直径，单位mm；

V₀表示药型罩初始体积，单位cm³；

∝表示正比于；

ε_hc表示高应变率压缩断裂应变，无量纲；

σ_hc表示高应变率抗压强度，单位为MPa；

σ_HT表示高温抗拉强度，单位为MPa；

ρ₀表示密度，单位为kg/m³；

C₀表示纵波波速，单位为m/s；

ε_HT表示高温拉伸断裂应变，无量纲。

4.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述射流平均直径-材料属性关系式的数学方程如式II-2所示：

式II-2中，r_j表示射流平均直径，单位mm；

V₀表示药型罩初始体积，单位cm³；

ε_hc表示高应变率压缩断裂应变，无量纲；

σ_hc表示高应变率抗压强度，单位为MPa；

σ_HT表示高温抗拉强度，单位为MPa；

ρ₀表示密度，单位为kg/m³；

C₀表示纵波波速，单位为m/s；

ε_HT表示高温拉伸断裂应变，无量纲。

5.权利要求1～4任一项所述预测方法在指导药型罩的材料设计中的应用。