[发明专利]一种基于静动态力学性能的杀伤破片爆轰加载完整性评价方法

说明书

本发明提供了一种基于静动态力学性能的杀伤破片爆轰加载完整性评价方法，该方法按照以下步骤进行：步骤一，静态力学性能实验，步骤二，动态力学性能实验，步骤三，层裂实验，三个步骤依次进行，若满足，则进行下一步实验，若不满足，则判定杀伤破样品不符合完整性要求。若三个步骤均满足，则判定杀伤破样品符合完整性要求，本发明的评价方法按照应变率从低到高分别进行了静态、动态力学性能实验以及层裂实验，实验方法由简到繁，若某一步骤下实验结果不满足指标要求则可直接判断杀伤破片在爆轰加载下不满足完整性能要求，无需再进行后续实验。

技术领域

本发明属于爆炸力学实验领域，涉及完整性评价，具体涉及一种基于静动态力学性能的杀伤破片爆轰加载完整性评价方法。

背景技术

杀伤战斗部是战场上广泛使用的杀伤性武器，毁伤原理为中心主装药起爆后爆轰产物及爆轰波驱动杀伤破片高速运动，以实现对轻质装甲、人员等目标的毁伤。因此杀伤破片在高速爆轰载荷驱动作用下的力学响应直接决定了战斗部的毁伤效果。

由于炸药起爆瞬间，在爆轰载荷作用下杀伤破片材料受到高温高压以及爆轰波的相互作用，导致杀伤破片可能由于强烈的挤压作用、高温下发生热软化以及层裂拉伸等载荷形式而出现损伤裂纹、断裂等性能弱化现象，使得单个杀伤破片质量降低且呈不规则形状，难以按照设计的初速和飞散方向运动，严重影响了战斗部的毁伤威力，因此研究杀伤破片材料在爆轰载荷作用下的结构完整性具有重要意义。

目前常用的评价方法：工程验证、模拟实验和数值模拟。工程上通过战斗部静爆试验可以直接得到不同杀伤破片在爆轰加载下的完整性结果，真实载荷环境下实验结果可靠性高，指导效果好，但进行一次静爆试验需要耗费大量人力物力，试验准备周期长，回收杀伤破片的过程难以保证不对杀伤破片产生二次损伤，影响评价结果。GJB 3793A-2018提出采用静态压溃性能来评价其完整性，其缺点在于：1)爆轰载荷的特点是具有瞬时的超高温高压，应变率一般大于10⁵s^-1，金属材料在不同应变率下的力学响应是完全不同的，用静态载荷下的压溃性能来反映动态静爆载荷的完整性能，缺乏一定的理论依据；2)杀伤破片材料在爆轰载荷下的断裂模式较为复杂，可能出现挤压破坏、热软化以及层裂拉伸等破坏，单纯用静态的压缩实验不足以描述材料在爆轰载荷下的断裂损伤问题，更无法准确预估杀伤破片在爆轰载荷下的完整性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于静动态力学性能的杀伤破片爆轰加载完整性评价方法，解决现有技术中的评价方法难以兼顾准确性和低成本性的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于静动态力学性能的杀伤破片爆轰加载完整性评价方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一，静态力学性能实验：

对杀伤破片进行静态力学性能实验，当静态力学性能实验结果满足完整性要求，则进行动态力学性能实验，当静态力学性能实验结果不满足完整性要求，则判定杀伤破不符合完整性要求；

步骤二，动态力学性能实验：

对杀伤破片进行动态力学性能实验，当动态力学性能实验结果满足完整性要求，则进行层裂实验实验，当动态力学性能实验结果不满足完整性要求，则判定杀伤破不符合完整性要求；

步骤三，层裂实验：

对杀伤破片进行层裂实验，当层裂实验结果满足完整性要求，则判定杀伤破片符合完整性要求，当层裂实验结果不满足完整性要求，则判定杀伤破片不符合完整性要求。

本发明还具有如下技术特征：

步骤一中，当杀伤破片变形率小于δ_c时，以及杀伤破片表面不出现明显裂纹时，则该杀伤破片的静态力学性能实验结果满足完整性要求；