Page 63 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 李镕辛，等： CoCrFeNiCu x 高熵合金爆炸成型弹丸药型罩结构的优化与毁伤效能 第 3 期

弹丸的缺点，可通过提高药型罩微元的 v ，从而
y
I y
使药型罩的聚合速度进一步提高。为实现这一 n
目的，首先仅考虑减小药型罩的 θ 这一单一变量，
I x
结合数值模拟对 HEA 药型罩的优化结构进行逐 v x
一验证。以 x=0 时的药型罩为基础，将其壁厚固
定为 2.2 mm，通过对药型罩的曲率半径按梯度 φ v y
减小从而提升罩高，进而减小 θ 进行优化计算，
θ
共建立了 3 组计算模型，如图 11 所示，内曲率半
径分别为 36.0、33.0 和 30.0 mm（半球结构药型罩）。 图 10 药型罩某微元受力和运动示意图 [42]
3 组模型的计算结果如图 12 所示，可以看 Fig. 10 Schematic diagram of force and movement of a
出，将药型罩曲率半径减小后，弹丸的长度显著 micro-element in the shaped charge liner [42]
增大。优化模型 (a) 和 (b) 最后形成的弹丸速度 Materials
均在 2 318.0 m/s 和 2 315.0 m/s 左右，弹丸尾翼部 8701 explosive
分相较之前得到了一定缩减，实心部分增大 ，但 CoCrFeNi
这 2 种 EFP 的形态仍不够理想。在优化模型 (c)
Air
中，当药型罩的外曲率半径 r 增大至 30.0 mm 时
1
x
已经是一个半球结构药型罩，其形成的 EFP 已 (a) r 1 =36.0 mm, (b) r 1 =33.0 mm, (c) r 1 =30.0 mm,
y r 2 =33.8 mm r 2 =30.8 mm r 2 =27.8 mm
具有较长的形态，且速度为 2 155.6 m/s，长度为
37.5 mm，直径为 13.0 mm，长径比为 2.68，但该 图 11 3 组变曲率半径优化装药的计算模型
EFP 的尾部仍未完全闭合，因此等壁厚亚半球药 Fig. 11 Three variable-curvature-radius optimized charge models

0 μs 25 μs 50 μs 200 μs

y
Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s )
−1
−1
−1
−1
0 2 837 2 373 2 329
0 2 657 2 254 2 327
0 2 477 2 135 2 326 24.5 mm
0 2 297 2 016 2 324
(a) 0 0 2 116 1 897 2 323
1 778
1 936
2 322
0 1 756 1 659 2 320
0 1 576 1 540 2 319
0 1 395 1 422 2 317 14.5 mm
0 1 215 1 303 2 316
0 1 035 1 184 2 314
−1
−1
Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s )
−1
−1
0 2 846 2 345 2 322
0 2 647 2 215 2 321
0 2 448 2 084 2 319
0 2 249 1 954 2 318 26.3 mm
0 2 050 1 823 2 316
(b) 0 1 852 1 693 2 315
0 1 653 1 562 2 313
0 1 454 1 432 2 312
0 1 255 1 302 2 310 13.8 mm
0 1 056 1 171 2 309
0 858 1 041 2 307
Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s ) Velocity/(m·s )
−1
−1
−1
−1
0 2 844 2 217 2162
0 2 607 2 064 2161
0 2 370 1 911 2159
0 2 133 1 758 2158 32.5 mm
(c) 0 0 1 896 1 605 2156
1 452
1 660
2155
0 1 423 1 299 2154
0 1 186 1 145 2152
0 9 491 992 2151 13.0 mm
0 712 839 2150
0 476 686 2148
x
10.0 mm
图 12 3 组变曲率半径优化计算结果
Fig. 12 Simulation results of three-set variable-curvature-radius optimization
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