Page 187 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 第 3 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 3
2026 年 3 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Mar., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0178

预测不同冲击载荷下弹药响应特性的 HOTM 方法 *

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廖祜明 ，杨燕红 ，郭至荣 ，王 浩 ，黄致达 ，杨宏涛 ，马千里 ，贾宪振 ，黎 波 3
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4
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（1. 云翼（嘉兴）软件科技有限公司，浙江 嘉兴 314500；
2. 云翼超算（北京）软件科技有限公司，北京 100028；
3. 北京大学力学与工程科学学院，北京 100871；
4. 西安近代化学研究所，陕西 西安 710065）
摘要： 基于热最优输运无网格（hot optimal transportation meshfree, HOTM）方法，提出了能够准确预测弹药在冲击载
荷下响应特性的无网格数值仿真方法，建立了炸药在冲击载荷下的高精度热-力-化学耦合模型，综合考虑了炸药起爆
过程中的温度效应和压力效应，将炸药起爆的 Arrhenius 热-化学反应耦合模型和局部高压引发的 Lee-Tarver 压力三项
式点火模型有机耦合，实现了对不同冲击速度下炸药不同起爆机制的准确模拟，从而预测弹药在遭受冲击载荷过程中
的高速接触、金属外壳大塑性变形、材料断裂、热传导、炸药起爆、化学反应产物膨胀做功等复杂的物理现象。以子
弹撞击弹药（850 m/s）和破片撞击弹药（1 850 m/s）2 种不同冲击速度的典型冲击场景数值模拟为例，分析了冲击速度对
炸药起爆机制和弹药整体响应的影响规律，并与相关试验结果进行了对比。结果表明，本方法可有效刻画冲击作用下
的材料大变形、摩擦生热、热点形成及化学反应传播等耦合机制，可为弹药抗冲击设计优化和安全性评估提供可靠的
技术支撑。
关键词： 子弹/破片撞击；弹药安全性；HOTM 方法；热-力-化学耦合
中图分类号： O381; TJ410.1 国标学科代码： 13035 文献标志码： A

The HOTM method for predicting ammunition response characteristics
under different impact load conditions

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LIAO Huming , YANG Yanhong , GUO Zhirong , WANG Hao , HUANG Zhida ,
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YANG Hongtao , MA Qianli , JIA Xianzhen , LI Bo 3
（1. ESCAAS Co., Ltd., Jiaxing 314500, Zhejiang, China;
2. ESCAAS (Beijing) Co., Ltd., Beijing 100028, China;
3. School of Mechanics and Engineering Science, Peking University, Beijing 100871, China;
4. Xi’an Modern Chemistry Research Institute, Xi’an 710065, Shaanxi, China）
Abstract: With the development of modern weapon systems, the requirements for the survivability of ammunition in various
complex environments have been continuously increasing. During the processes of storage, flight, and combat, ammunition
may be subjected to extreme impact loads such as high-speed impacts, shock waves, bullet and fragment impacts. The external
impacts can induce plastic deformation and fracture of the ammunition casing, and even detonate the internal explosives. These
responses involve complex phenomena including impact loading, thermo-mechanical coupling of materials, chemical reactions
of explosives, and blast effects, representing a typical dynamic response problem of reactive materials under extreme thermo-
mechanical coupling conditions. Accurately predicting the responses of ammunition under impact loading is critical for its
design optimization and safety assessment. Based on the Hot Optimal Transportation Meshfree (HOTM) method, a meshfree
numerical approach was proposed to accurately predict the ammunition responses under different impact loadings. Meanwhile,

* 收稿日期： 2025-06-16；修回日期： 2025-11-03
第一作者： 廖祜明（1987－ ），男，博士，liao@escaas.com.cn
通信作者： 黎 波（1979－ ），男，博士，长聘副教授，bo.li@pku.edu.cn

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