Page 199 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 廖祜明，等： 预测不同冲击载荷下弹药响应特性的HOTM方法 第 3 期

高强钢，材料物性参数见表 1。采用 J2 黏弹塑性模型描述其材料行为，对应的材料参数见表 2，其在高温
高压下变形与温度、压力的关系采用 Mie-Grüneisen 状态方程进行描述。
当破片以 1 850 m/s 高速撞击弹药外壳时，冲击波在壳体正面瞬时产生并迅速向装药内部传播，使局
部压力骤增至爆轰阈值以上。此时，装药在高压作用下产生几乎瞬时的化学点火与反应增长，进入完全
爆轰状态；爆轰产生的压力波幅值在 45 GPa 左右，该压力波在炸药内部传播，直接激发波前炸药进入点
火状态，并导致炸药完全反应最终导致整个战斗部的爆轰。相比之下，虽然反应放热导致炸药温度升
高，但是由于装药为热的不良导体，热流传播速度远小于压力波传播速度，因此温度对非撞击区域装药
的影响十分微小。爆轰波在装药体内传播并冲击金属外壳，导致壳体应力急剧上升，随后在爆轰压力下
进一步膨胀、开裂并碎片化，以极高速度向外喷射，如图 10 所示。

p/GPa
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 μs 14 μs 23 μs 45 μs 57 μs 86 μs
(a) Pressure distribution

σ equiv /MPa
500
400
300
200
100
0
0 μs 14 μs 23 μs 45 μs 57 μs 86 μs
(b) Stress distribution

λ
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 μs 14 μs 23 μs 45 μs 57 μs 86 μs
(c) Explosive reaction degree distribution
图 10 破片高速撞击弹药引发炸药爆轰过程仿真
Fig. 10 Simulation of high-speed fragment impact on ammunition initiating explosive detonation process

图 11 给出了 45 μs 时刻（爆轰波在炸药内部传播时刻）炸药沿中轴线的反应度、温度和压力分布。
可以看出，该时刻爆轰波仍然在炸药内部传播，其传播区域内炸药反应度为 1，即该区域内炸药完全反应
转为气态反应产物，对外膨胀做功，且由于化学反应产生的热量导致温度急剧升高。由于中心处化学反
应产物对外做功最多，因此其温度相对最低，越靠近爆轰波前沿局部温度越高。波阵面处压力也最大，

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