固体推进剂装药枪击试验数值模拟与试验

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｌｉｄＲｏｃｋｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

固体火箭技术

Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．４２０１９

①

固体推进剂装药枪击试验数值模拟与试验

李军强１，申依欣２，刘　春１，张佳钰３，张崇民１

付小龙４，樊学忠１，张国防４

３．西安北方秦川集团有限公司，西安　７１００３２；４．陕西师范大学化学化工学院，西安　７１００６２）

　　摘要：固体推进剂的枪击试验是评价固体推进剂及装药在受到枪击的情况下，是否发生燃烧、爆炸及爆轰等剧烈反应Ｄｙｎａ的计算结果。结果表明，以点火增长模型、Ｊｏｈｎｓｏｎ⁃Ｃｏｏｋ本构模型和Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ状态方程分别赋予推进剂、子弹及推进剂壳体，计算结果表明，推进剂发生明显的燃烧反应，且推进剂燃烧在壳体内部产生的压力显著增大。采用１２．７ｍｍ枪击试验验证的试验结果表明，推进剂装药在１２．７ｍｍ子弹以约８５０ｍ／ｓ速度撞击下，推进剂发生燃烧，此结果与模拟结果相一致。

关键词：应用化学；固体推进剂；装药；数值模拟；枪击

中图分类号：Ｖ４３５＋．２１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００６⁃２７９３（２０１９）０４⁃０４５１⁃０５ＤＯＩ：１０．７６７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃２７９３．２０１９．０４．００５

（１．西安近代化学研究所，西安　７１００６５；２．陕西省西安市阎良区９５９６０部队，西安　７１００８９；

的重要试验方法。采用ＬＳ⁃Ｄｙｎａ有限元仿真软件研究了枪击试验推进剂的反应过程，并采用１２．７ｍｍ枪击试验验证了ＬＳ⁃

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｃｈａｒｇｅ

ＬＩＪｕｎｑｉａｎｇ１，ＳＨＥＮＹｉｘｉｎ２，ＬＩＵＣｈｕｎ１，ＺＨＡＮＧＪｉａｙｕ３，ＺＨＡＮＧＣｈｏｎｇｍｉｎ１，

２．Ｕｎｉｔ９５９６０ｉｎＹａｎＬｉａｎｇＤｉｓｔｒｉｃｔ，Ｘｉ’ａｎｃｉｔｙ，ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｘｉ’ａｎ　７１００８９，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００６２，Ｃｈｉｎａ）

ｌｏｏｋｉｎｇａｔｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｓ，ｓｕｃｈａｓｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ，ａｎｄｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｏｆｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｂｙＬｓ⁃Ｄｙｎａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅ⁃ｓｕｌｔｓｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ，ｂｕｌｌｅｔａｎｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｈｅｌｌａｒｅｇｉｖｅｎｂｙｔｈｅｉｇｎｉｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈｍｏｄｅｌ，Ｊｏｈｎｓｏｎ⁃ＣｏｏｋｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌａｎｄＧｒｕｎｅｉｓｅｎｓｔａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｃｈａｒｇｅｕｎｄｅｒｇｏｅｘｐｌｏｓｉｏｎａｔａｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆａｂｏｕｔ８５０ｍ／ｓｗｉｔｈ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅ⁃ｓｕｌｔｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｐｐｌｉｅｄｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ；ｃｈａｒｇｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔ

ｈａｓｏｂｖｉｏｕｓｉｇｎｉｔｉｎｇｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅ１２．７ｍｍ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔｏｆｔｈｅｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｖａｌｕａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｉｒｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｂｙ

３．Ｘｉ’ａｎＢｅｉｆａｎｇＱｉｎｃｈｕａｎＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ　７１００３２，Ｃｈｉｎａ；（１．Ｘｉ’ａｎＭｏｄｅｒｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ　７１００６５，Ｃｈｉｎａ；

ＦＵＸｉａｏｌｏｎｇ４，ＦＡＮＸｕｅｚｈｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧＧｕｏｆａｎｇ４

０　引言

穿透推进剂及装药的过程［１－２］，可评价固体推进剂及

收稿日期：２０１９⁃０１⁃２１；修回日期：２０１９⁃０４⁃０１。

装药在受到不同类型枪击的情况下，是否发生燃烧、爆炸及爆轰等剧烈反应，从而判断固体推进剂是否满足钝感需求的重要试验方法［３－５］。然而，由于枪击试验

固体推进剂的枪击试验是模拟在战场环境中子弹

①

作者简介：李军强（１９７９—），男，硕士，从事固体推进剂研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｌｉｊｑ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ通讯作者：付小龙（１９８２—），男，博士，从事固体推进剂研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｆｕｘｉａｏｌｏｎｇ２０４＠１６３．ｃｏｍ

—４５１—

２０１９年８月固体火箭技术第４２卷

现象较为复杂、反应剧烈，难以用试验过程进行详细描述，仅可用试验结果进行简单判断，且试验准备的周期较长、样品制备复杂、危险性大

［６－８］

２　计算方法

２．１　算法

仿真计算采用Ｌａｇｒａｎｇｅ算法。

󰀃󰀄模拟的方法，在枪击试验前进行计算，可有效预测反应趋势，揭示试验燃烧、爆炸等反应过程，大幅减少试验数量，节省人力物力成本。

枪击敏感性的理论模拟与试验研究［９－１１］。国防科技大学庄建华等

［１２］

。因此，采用数值

󰀅󰀆󰀇󰀈󰀉近年来，国内外学者更加重视炸药、推进剂等对

12.7mm󰀁󰀂根据高速变形条件下功⁃热转化理

论，建立了瞬态热传导的理论模型，并进行了数值模拟。研究结果表明，子弹射击固体火箭发动机，能使固体推进剂内形成高温热点，并进一步分析了该过程中推进剂高温热点的生成和发展过程。李小柱等［１３］采用壁厚模拟发动机及压力传感器测试枪击试验过程中发动机的内压曲线，研究了钢、铝和玻璃钢壳体及３种推进剂对发动机枪击安全性的影响。研究结果表明，枪击子弹及壳体碎片具有一定的动能和温度，是引燃发动机装药的主因。子弹及壳体碎片的温度越高，发动机装药越容易被击燃。中国工程物理研究院代晓淦等

［１４］

采用枪击试验对４种不同尺寸ＰＢＸ

炸药进行了试验，并用有限元模拟方法对炸药样品的枪击试验进行了数值模拟。结果表明，枪击试验中随着ＰＢＸ炸药长度的增加，炸药的反应程度显著增强，其模拟计算中撞击后的子弹速度与试验测试结果基本相符。

ｍｍ枪击试验推进剂在不同直径枪击下的反应过程本文采用ＬＳ⁃Ｄｙｎａ有限元仿真软件研究了１２．７

同时，验证了相同试验条件下推进剂１２．７ｍｍ枪击试，验。本文的研究可为固体推进剂枪击感度的研究提供理论指导与试验方法借鉴。

１　试验方法

烧弹射击带壳体的固体推进剂试样１２．７ｍｍ枪击试验的原理：使用，在子弹的高速撞１２．７ｍｍ穿甲燃

击及摩擦等因素作用下，子弹的部分机械能可转化为热能，固体推进剂在撞击及热量作用下可能发生热分解、燃烧或者爆炸反应。经综合分析，确定固体推进剂装药的响应等级法６０３．２。１２．７ｍｍ枪击试验中所使用的固体推进枪击试验方法采用。

ＧＪＢ７７２Ａ—１９９７剂尺寸方

为

ϕ４５ｍｍ×１８０ｍｍ，试验壳体采用４５＃钢，内径为ϕ５０ｍｍ，壁厚４ｍｍ，子弹速度为（８５０±２０）ｍ／ｓ，发射装置口径为１２．７ｍｍ，射击距离为２０～３０ｍ，弹丸质量为４６ｇ，枪击试验示意图见图１。—４５２—

图１　１２．７ｍｍ枪击试验示意图

Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍｏｆ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ

２．２　２．２．１　本构模型推进剂冲击起爆的本构关系包含推进剂本构模型

２个方面：反应速率方程和材料本构模型。

推进剂的冲击起爆的反应速率是数学模型的核心

部分。Ｌｅｅ⁃Ｔａｒｖｅｒ提出的点火增长模型计算精确，在冲击起爆、破片撞击等领域应用广泛，包含１个三项式反应速率方程和　ｄｄｔＦ２个ＪＷＬ状态方程。三项式反应速率方程：＝Ｉ（１－Ｆ）ｂ（ρρ

－１－ａ）ｘ＋Ｇ０

　（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）１（１－Ｆ）ｃＦｄｐｙ（１）

＋Ｇ　（Ｇｒｏｗｔｈ）式中　Ｆ为反应份数２（１－Ｆ）ｅＦｇｐｚ；ｔ为时间　（Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ）

；ρｐ为压力；ａ为临界压缩度０为初始密度；ρ为当前密度；；ｙ为燃烧项压强指数；ｂ和ｃ为点火和燃烧项的燃耗阶数；Ｉ和ｘ控制热点数量，是冲击强度和作用时间的函数；ｄ和Ｇ；ｇ和Ｇ１为热点早期反应的控制参数制参数。

２为高压反应速率的控当Ｆ≥ＦＭＸＩＧ时，点火速率为零；当Ｆ≥ＦＭＸＧＲ时，增

长速率为零；当Ｆ≤ＦＭＮＧＲ时，完成速率为零。其中，ＦＭＸＩＧ为初始反应份数，ＦＭＸＧＲ为第一阶段Ｆ的最大值，ＦＭＮＧＲ为第二阶段Ｆ最小值。

Ｔａｒｖｅｒ反应速率方程需要与状态方程联合使用点火增长模型联合使用的状态方程是ＪＷＬ，与状态

Ｌｅｅ⁃

２０１９年８月李军强，等：固体推进剂装药枪击试验数值模拟与试验第４期

方程，可表示为ｐ＝Ａ（１－

ωωωＥ）ｅＲ１Ｖ＋Ｂ（１－）ｅＲ２Ｖ＋）　（２）Ｒ１ＶＲ２ＶＶ

３　结果与讨论

３．１　物理模型及网格划分

为研究子弹撞击过程对固体推进剂的影响，了解子弹穿透样品的作用过程，采用ＬＳ⁃ＤＹＮＡ程序对枪击试验进行三维计算。计算过程中，子弹与壳体采用刚性体模型，固体推进剂弹塑性模型，枪击试验物理模型见图２，计算材料的主要性能参数见表１。对子弹、推进剂３）。模型采用ｍｍ⁃ｍｇ⁃μｓ的单位制，压力单位为Ｍｂａｒ。药柱实体模型统一采用映射方式进行网格划分（见图

式中　ｐ为压力；Ｖ为相对体积；Ｅ为内能；Ａ、Ｂ、Ｒ１、Ｒ２、ω分别为表征推进剂金属加速特性的常数，由圆筒试验标定。

推进剂的材料模型采用弹塑性流体模型，其本构２．２．２　金属本构模型

关系采用剪切模量、密度和屈服应力等参数来描述。

子弹采用刚体模型。壳体采用Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ状态方程和计算和断裂准则Ｊｏｈｎｓｏｎ⁃ＣｏｏｋＪｏｈｎｓｏｎ⁃Ｃｏｏｋ。本构模型包含两部分本构模型描述，材料为其中，流动应力的计算方程为

：４５＃流动应力的钢。σｙ＝（Ａ＋Ｂ（εｐ

）ｎ

）（１＋Ｃ１ｎε

·ｐ

·ε式中　Ａ为静态屈服应力；Ｂ为应变硬化模量０

）（１－Ｔ∗ｍ）（３）

；Ｃ为应变率相关系数；ｎ为应变硬化指数；ｍ为温度相关系数；σｙ为流体屈服应力；εｐ为有效塑性应变；·

εｐ／·

ε０为等效塑性应变率；Ｔ为温度；Ｔ∗为特征温度；Ｔ∗Ｔ＝ｒｏｏｍ）／（Ｔｍｅｌｔ－Ｔｒｏｏｍ），Ｔｍｅｌｔ为材料的熔点，Ｔｒｏｏｍ为室温（。

Ｔ－断裂处的应变定义为　　　　εｆ＝［Ｄ１＋Ｄ２ｅｘｐ（Ｄ３σ

ｐ－

）］×

式中　σ＝［１．［１５ｓ＋Ｄ４１ｎ（ε

）］［１σ

∗

＋Ｄ５Ｔ∗］

（４）

ｉｊｓｉｊ为常数］０．５，ｓ为偏应力；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５的行为特性Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ。

，其压缩材料压力为

状态方程用于模拟金属材料在高压下

ρ０Ｃ２μ［１＋（１－

γ０

＝）μ－

α　ｐ［１－（Ｓ２２

μ２］

＋１－１）μ－Ｓ２μμ２＋１－Ｓ３μμ

３

＋］（５）

　　对于膨胀材料（γ１

０＋αμ）Ｅｐ＝，ρ其状态方程为

０Ｃ２μ＋（γ０＋αμ）Ｅ

（６）

式（５）、式（６）中，ρ线斜率的截距；γ０为材料密度；Ｃ为式（７）μｓ０为Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ系数；α为对γ０⁃μ的一ｐ曲阶体积修正量，μ＝ρ／ρ能。

０－１；Ｅ为材料单位初始体积内μ表述为

ｓ⁃μｐ曲线是材料冲击绝热线，即Ｈｕｇｏｎｉｏｔ线，其μｓ＝Ｃ＋Ｓ１μｐ＋Ｓ２（

μμｐ２　μｓ

）μｐ＋Ｓ３（

μμｐ３ｓ

）μｐ

（７）

式中μｓ为冲击波速度；μｐ为质点速度；Ｓ１ｓ⁃μｐ曲线斜率的系数。

、Ｓ２、Ｓ３为图２　１２．７ｍｍ枪击试验物理模型

Ｆｉｇ．２　Ｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ

表１　子弹、壳体与固体推进剂材料参数

Ｔａｂｌｅ１　Ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｕｌｌｅｔ，ｓｈｅｌｌ

ａｎｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ

材料密度／强度／杨氏模子弹（ｇ７．８３／ｃｍ３）ＭＰａ量／ＧＰａ泊松比２３５２９４０．２６壳体７．８５２３５２１２０．２６推进剂

１．７０

０．５

１０

０．４８

图３　１２．７ｍｍ枪击试验物理模型网格

Ｆｉｇ．３　Ｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｇｒｉｄｏｆ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ

３．２　枪击试验仿真结果

为考察带壳体的推进剂在枪击作用下的安全性能，分别研究了不同时刻推进剂的反应度和压力云图，

—４５３—

２０１９年８月固体火箭技术第４２卷

见图４、图５。反应度达到１时代表推进剂起爆，此时对应的压力值便为推进剂的爆轰压力值。

燃烧反应程度加大。由图５可知，子弹以８５０ｍ／ｓ的速度冲击带壳体的推进剂，子弹打穿壳体后速度逐渐FringeLevelsFringeLevels1.000e+006.878e-018.883e-016.152e-017.765e-015.426e-016.648e-014.700e-015.531e-013.974e-014.413e-013.248e-013.296e-012.521e-012.179e-011.795e-011.061e-011.069e-01-5.609e-033.432e-02-1.173e-01-3.829e-02（ａ）４０３μｓ　　　　　　　　（ｂ）４０７μｓ

FringeLevels1.000e+00Fringe8.812e-011.000e+00Levels7.625e-018.859e-016.437e-017.718e-015.249e-016.577e-014.062e-015.437e-012.874e-014.296e-011.686e-013.155e-014.987e-022.014e-01-6.889e-02-1.877e-01-2.676e-028.733e-02-1.408e-01（ｃ）４１１图μｓ４　　不同时刻反应度云图

　　　　　　　（ｄ）４１５μｓ

Ｆｉｇ．４　Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｃｌｏｕｄｍａｐａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ

FringeLevelsFringeLevels8.181e-023.170e-016.581e-022.770e-014.981e-022.370e-013.381e-021.970e-011.781e-021.569e-011.815e-031.169e-01-1.418e-027.689e-02-3.018e-023.687e-02-4.618e-02-3.147e-03-6.218e-02-4.317e-02-7.818e-02-8.319e-02（ａ）４０３μｓ　　　　　　（ｂ）４０７μｓ

FringeLevelsFringeLevels3.556e-014.438e-013.118e-013.908e-012.681e-013.379e-012.244e-012.849e-011.806e-012.320e-011.369e-011.790e-019.316e-021.261e-014.942e-027.310e-025.690e-032.015e-02-3.804e-02-3.280e-02-8.178e-02-8.575e-02（ｃ）４１１图５　μｓ　不同时刻压力云图

　　　　　（ｄ）４１５μｓ

Ｆｉｇ．５　Ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｌｏｕｄｍａｐａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ

由图４可知，推进剂在４０７μｓ时刻反应度达到１，此时推进剂发生燃烧，随着时间的增长，压力值增大，—４５４—

减低至５９６．８ｍ／ｓ，但随着推进剂的燃烧，在燃烧压力的作用下，子弹速度增加至６３９．４ｍ／ｓ，在子弹自身速度和燃烧压力的共同作用下，子弹从壳体穿出。子弹速度⁃时间关系见图６。

900850800

)s/m750(/v700650600550

350

375

400

425450

475

500

t/µs

图６　子弹速度⁃时间关系图Ｆｉｇ．６　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄ

ｔｉｍｅｏｆｔｈｅｂｕｌｌｅｔ

３．３　枪击试验结果

使用１２．７ｍｍ穿甲燃烧弹射击带壳体的固体推进剂试样，试验装置与试验结果见图７～图１０。

图７　１２．７ｍｍ枪击试验装置

Ｆｉｇ．７　Ｔｅｓｔｄｅｖｉｃｅｏｆ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ

图８　１２．７ｍｍ枪击试验样品

Ｆｉｇ．８　Ｔｅｓｔｓａｍｐｌｅｏｆ１２．７ｍｍｂｕｌｌｅｔｉｍｐａｃｔｔｅｓｔ

２０１９年８月李军强，等：固体推进剂装药枪击试验数值模拟与试验

Ｓｏｌｉｄｓ，２００１，４９（１）：２７⁃６８．

第４期

ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓｏｆ［３］　ＳｉｍｈａＣＨＭ，ＢｌｅｓｓＳＪ，ＢｅｄｆｏｒｄＡ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆ

ｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｈｉｇｈ⁃ｐｕｒｉｔｙｃｅｒａｍｉｃ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａ⁃ｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｍｐａｃｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２７（１）：６５⁃８６．ｏｆＩｍｐａｃｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，２８（１）：１３⁃３１．

［４］　ＬｉｍＣＴ，ＳｈｉｍＶＰＷ，ＮｇＹＨ．Ｆｉｎｉｔｅ⁃ｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆ

ｔｈｅｂａｌｌｉｓｔｉｃｉｍｐａｃｔｏｆｆａｂｒｉｃａｒｍｏｒ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌ［５］　ＧｒｕｊｉｃｉｃＭ，ＰａｎｄｕｒａｎｇａｎＢ，ＺｈａｏＣＬ，ｅｔａｌ．Ｈｙｐｅｒｖｅｌｏｃｉｔｙ

图９　枪击后样品抛出结果

Ｆｉｇ．９　Ｔｈｒｏｗｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｓｈｏｏｔｉｎｇ

图１０　枪击后样品燃烧结果

Ｆｉｇ．１０　Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｓｈｏｏｔｉｎｇ

由试验结果可知，推进剂装药在１２．７ｍｍ子弹以约８５０ｍ／ｓ速度撞击下，推进剂发生燃烧，被抛出２ｍ左右，壳体穿孔，见证板完好。试验结果表明，在子弹的高速撞击及摩擦等因素作用下，子弹的机械能迅速转化为热能，作用于固体推进剂时，使推进剂受热发生分解直至燃烧。

４　结论

试验的条件下推进剂装药的响应结果（１）采用ＬＳ⁃Ｄｙｎａ计算了推进剂在。由模拟结果可１２．７ｍｍ枪击

知Ｇｒｕｎｅｉｓｅｎ，分别以较能反应实际的结果状态方程赋予了推进剂点火增长模型、Ｊｏｈｎｓｏｎ⁃Ｃｏｏｋ本构模型和，在推进剂反应度达到、子弹以及推进剂壳体１的条件下，推进剂发生明显的燃烧反应（２）采用１２．７，ｍｍ推进剂装药在枪击试验验证了，且压力显著增大１２．７ｍｍＬＳ⁃Ｄｙｎａ。

子弹以约

的计

８５０算结果ｍ／ｓ。速度撞击下结果表明结果相一致。

，推进剂发生燃烧，此结果与模拟参考文献：

［１］　Ｂｅｎ⁃ｄｏｒｖａｎｃｅｓｉｎＧ，ＤｕｂｉｎｓｋｉａｎａｌｙｔｉｃａｌＡ，ＥｌｐｅｒｉｎｏｆＴ．Ｂａｌｌｉｓｔｉｃｐｌａｔｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｉｍｐａｃｔ：ｒｅｃｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｓ

ａｄ⁃

［２］　［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＺａｖａｔｔｉｅｒｉＭｅｃｈａｎｉｃｓｍｏｄｅｌｉｎｇＲｅｖｉｅｗｓ，２００５，５８（６）：３５５⁃３７１．ａｌｍｏｄｅｌｏｆＰＤ，ＲａｇｈｕｒａｍｃｅｒａｍｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓＰＶ，ＥｓｐｉｎｏｓａｓｕｂｊｅｃｔｅｄＨＤ．Ａｔｏｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ⁃

ｍｕｌｔｉ⁃ａｘｉａｌ

ｉｍｐａｃｔｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｙｓｔｅｍｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ［Ｊ］．ｃａｒｂｏｎ⁃ｃａｒｂｏｎＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅ／ｃａｒｂｏｎ⁃ｆｏａｍ［６］　２００６，２５２：５０３５⁃５０５０．

Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｆｏｒｍａｎｃｅＧｒｕｊｉｃｉｃＭ，ＰａｎｄｕｒａｎｇａｎＢ，ＺｅｃｅｖｉｃＵ，ｅｔａｌ．Ｂａｌｌｉｓｔｉｃｐｅｒ⁃

ｔｒｉｘｉｎｇ（ＡＰ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｏｆａｌｕｍｉｎａａｎｄｈｙｂｒｉｄ／Ｓ⁃２ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｇｌａｓｓｆｉｂｅｒ⁃ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｒｍｏｒａｇａｉｎｓｔｐｏｌｙｍｅｒ⁃ｍａ⁃ａｒｍｏｒｐｉｅｒｃ⁃［７］　ｉｎＩａｎｎｕｃｃｉＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｎｏｎ⁃ＡＰＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００７，３：２８７⁃３１２．ｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ［Ｊ］．ＭｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅＭｏｄｅｌ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３２（６）：１０１３⁃１０４３．

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅＬ．ｕｎｄｅｒＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｉｍｐａｃｔ［ｆａｉｌｕｒｅＪ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｌｉｎｇＪｏｕｒｎａｌｏｆｗｏｖｅｎｏｆｃａｒｂｏｎ

Ｉｍｐａｃｔ

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／ｍｅｔａｌａｒｍｏｕｒｓＳ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｓｕｂｊｅｃｔｅｄｏｆｔｈｅｔｏａｄｈｅｓｉｖｅｉｍｐａｃｔ［Ｊ］．Ｃｏｍ⁃ｌａｙｅｒｉｎ

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ＳｈａｚｌｙｉｃｅｕｎｄｅｒＭ，ＰｒａｋａｓｈｕｎｉａｘｉａｌＶ，ＬｅｒｃｈＢ．Ｈｉｇｈｓｔｒａｉｎ⁃ｒａｔｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ

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ＺＨＵＡＮＧＪｉａｎｈｕａ，ＭＡＯｇｕｎｓｈｏｔＪｉａ，ＺＨＡＮＧｐｒｏｃｅｓｓｏｆＷｅｉｈｕａ，ｅｔｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ

ｍｏｔｏｒ［Ｊ］．

［１３］　李小柱ＪｏｕｒｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｏｌｉｄｏｆｔｈｅＲｏｃｋｅｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９，３２（４）：４２２⁃４２６．究［Ｊ］．弹箭与制导学报，裴养卫．固体火箭发动机枪击低易损性试验研

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ＬＩｓｔｕｄｙＸｉａｏｚｈｕ，ｏｆｏｆｓｏｌｉｄＰＥＩＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ，ｒｏｃｋｅｔＹａｎｇｗｅｉ．ｅｎｇｉｎｅＬｏｗＲｏｃｋｅｔｓ，ｕｎｄｅｒｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙＭｉｓｓｉｌｅｓｐｏｐｐｉｎｇａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＧｕｉｄａｎｃｅ，［Ｊ］．［１４］　２０００，２０（２）：３９⁃４２．

Ｊｏｕｒｎａｌ代晓淦炸药响应规律研究，申春迎，吕子剑［Ｊ］．含能材料，等．枪击试验中不同尺寸，２００８，１６（４）：４３２⁃４３５．ＰＢＸ⁃２

ＤＡＩｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓＸｉａｏｇａｎ，ｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＳＨＥＮＣｈｕｎｙｉｎｇ，ｓｉｚｅＰＢＸ⁃２ＬＶｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓＺｉｊｉａｎ，ｅｔｉｎａｌ．ｂｕｌｌｅｔＲｅａｃｔｉｏｎｉｍ⁃１６（４）：４３２⁃４３５．

ｐａｃｔｔｅｓｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００８，

（编辑：卓飞）

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