Page 73 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

−1
2Δ
1.80 μs
θ≈60°

第 46 卷 −3.8 张世文，等： 空心炸药爆炸加载下单双层金属柱壳的膨胀断裂行为 第 9 期

(c) Double-layer shell
Pressure/GPa
G12 Pressure Material status
66.2 G13 G14 G15 G16
59.2 G17 G18 G19 G20 G21 G22 Void
52.2 Hydro
45.2 θ≈60° Elastic
38.2
Spallation Plastic
31.2 ocurrence
Bulk fail
24.2 G12 Fail degree
G13
G14 G15
17.2 G16 G17 G18 G19 G20 G21 G22 Failed 11
10.3 Failed 22
3.3
Failed 33
−3.7

图 6 起爆 15 μs 时单、双层柱壳的冲击波波阵面及层裂演化比较
Fig. 6 Comparison of shockwave front and spallation evolution of single- or double-layer cylindrical shells
at 15 μs of detonation

物的压力衰减与实心炸药相比更为显著，柱壳测速曲线与实心炸药经过多次吸能再加速振荡的过程不
同，而是经过 2、3 个周期后趋于平缓。由计算结果可知，双层柱壳内柱壳同样出现损伤萌芽，随后被再
次压实，但受到外层柱壳的约束，损伤程度较单层柱壳弱得多。从数值模拟可以看出，单层柱壳中间有
一个损伤区间，可能未完全层裂。回收单层铜柱壳破片，发现铜破片沿厚度方向的中间区域存在一个层
裂发展不充分的损伤区，进一步证实了该结论。
3.2 高速摄影结果及与测速曲线、数值模拟结果的对比分析
起爆 37～39 μs 时单、双层柱壳的膨胀形态如图 7 所示。双层柱壳破裂时，爆轰产物零星从裂缝溢
出，裂缝清晰可见，在相近时刻，单层柱壳的爆轰产物泄漏量明显多于双层柱壳；双层柱壳的外层膨胀断

Single 37 μs Single 39 μs

Double 37 μs Double 39 μs

图 7 单、双层柱壳的膨胀形态
Fig. 7 Expansion patterns of single- and double-layer cylindrical shells

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