Page 175 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 张英豪，等： 新型智能飞片式电子雷管研究 第 10 期

图 8 飞片残片
Fig. 8 Fly fragments

式中：p 为压力， V 为相对体积，E 为体积内能，A JWL 、B JWL 、R 、R 和 2 ω 为参数。方程参数如表 4 所示。
1

表 4 PETN 状态方程参数
Table 4 Parameters of equation of state for PETN
−1
−3
密度/(g·cm ) E/GPa D/(km·s ) CJ爆轰压力/GPa A JWL /GPa B JWL /GPa R 1 R 2 ω
1.5 8.56 7.45 22 625.3 23.29 5.25 1.6 0.28
使用 Grüneisen 状态方程对空气介质进行建模。空气受压缩时压力为：
[ ]
2
2
ρ 0 c µ 1+(1−γ 0 /2)µ−aµ /2
] +(γ 0 +aµ)E (3)
p = [ 2 2
2
3
1−(S 1 −1)µ−S 2 µ /(µ+1)−S 3 µ /(µ+1)
γ 0 为初始 a 为 系数随压缩度的一阶修正系
式中： ρ 0 为初始密度；c 是当地声速； Grüneisen 系数； Grüneisen
3 ρ 为密度。空气的状态方程参数值见表 5。
1
数；S 、S 、S 为拟合常数； µ = ρ/ρ 0 −1 ，其中
2

表 5 空气介质状态方程参数
Table 5 Parameters of equation of state for air
−3
−1
ρ 0 /(g·cm ) c/(m·s ) S 1 S 2 S 3 γ 0 a
1.29×10 −3 340 0 0 0 0.14 0
飞片为固体金属材料，本构方程选用 Johnson-Cook 模型，即：
ï Å ã m ò
n T −T room
σ = (A JC + B JC ε )(1+C JC ln ˙ ε p ) 1− (4)
p
T m −T room
式中：A 、B 、C 、n、m 为材料常数， ε p 为有效塑性应变， ˙ ε p 为有效塑性应变率，T 为熔化温度，K；
m
JC
JC
JC
T roo m 为室温，K。各参数的取值见表 6。

表 6 飞片的 Johnson-Cook 本构方程参数
Table 6 Parameters of Johnson-Cook constitutive equation for flyer
−3
密度/(g·cm ) n m A JC /GPa B JC /GPa C JC T m /K T room /K
7.8 0.26 1.03 0.792 0.51 0.014 1 793 294
(2) 飞片发生器的模型尺寸与边界条件
飞片发生器的基本尺寸为内径 0.5 cm、内部药高 0.17 cm、壁厚 0.04 cm、飞片厚度 0.05 cm。采用对
称边界，建立 1/4 三维计算模型。除了两个对称边界之外，其余边界均为自由边界，即未施加约束。激发
药采用填充的方式添加，将激发药填充在空气域的网格中。网格在直线区域的尺寸为 0.1 mm，圆弧曲线
被分割成 29 份。空气域、飞片发生器以及主装药的模型如图 9 所示。

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