Page 79 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 郑贺龄，等： 带截顶内衬的高熵合金/Al/PTFE双层复合药型罩成型机理与毁伤特性 第 3 期

参数，E 为炸药初始比内能。采用理想气体状态方程来描述空气的流动状态，具体模拟参数见表 4 [32] ，表
0
中 ρ 为空气密度，C ～C 为空气多项式方程的系数，E 为空气的初始内能，V 为空气初始相对体积。
1
a
5
0
0

3
Finite 2
element x
model 1: SPH 1
single FEM y
HEA z
liner
Initiation point
Symmetry plane

3 Observation point
2
Finite
element x
model 2: FEM 1 y
multi- SPH
z
layer
liner

图 5 数值模拟模型
Fig. 5 Numerical simulation models

表 2 药型罩和外壳数值模拟材料参数 [29-30]
Table 2 Numerical simulation material parameters of liners and shell [29-30]
材料 ρ/(g·cm ) G/GPa A/MPa B/MPa n C m c 0 /(m·s ) S γ 来源
−3
−1
HEA 5.8 32.51 885.2 276.4 0.695 0.894 1.0 4 097 0.972 1.22 文献[29]
Al/PTFE 2.27 0.666 8.044 250.6 1.8 0.4 1.0 1 400 9.25 0.9 文献[30]
45钢 7.85 80.77 800 320 0.28 0.064 1.06 4 569 1.49 2.17 文献[29]

表 3 JH-2 炸药数值模拟材料参数 [31] 表 4 空气数值模拟材料参数 [32]
Table 3 Numerical simulation material parameters Table 4 Numerical simulation material
of JH-2 explosive [31] parameters of air [32]
−3
A e /GPa B e /GPa R 1 R 2 ω E 0 /GPa ρ a /(kg·m ) C 0 C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 E 1 /kPa V 0
630 6.801 4.1 1.3 0.36 10 1.225 0 0 0 0 0.4 0.4 250 1.0

3.1.2 模拟结果
图 6 为 2 种结构药型罩在相同时刻的成型过程。从图 6 可以看到，在爆轰波的作用下，药型罩结构
发生压垮、翻转，形成的射流随时间的推移逐渐拉长，这与传统金属射流成型的过程相似。然而，2 种结
构形成的射流在整体形貌上存在显著的差异。单罩射流呈发散状，而复合结构射流则表现出连续性。
导致这种差异的原因是复合结构外层罩的压垮过程中，内衬的存在对该过程起到一定的支撑作用，迫使
射流只能从内衬结构的截顶圆区域逐步通过。另外，由于杵体速度较低，未完全通过的射流会堆积，这
也导致在相同时刻复合结构射流的杵体直径大于单罩结构。因此，内衬结构在射流成型的过程中能有
效抑制射流的发散行为，但随着爆轰波和爆轰产物的持续作用，内衬材料在高温高压的作用下最终被压
溃，以流体形态包覆在射流的表面，并随射流整体拉长而集中分布于有效射流的中后段，这恰好证实了
之前的猜测。
通过数值模拟结果对不同时刻射流的形貌进行了定量研究。爆轰产生的连续射流与散射射流的有
效长度 L 和最大直径 W 的示意如图 7 所示。有效射流的判定基于射流截止速度的经验方法 [33] ，即在射

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