基于有限元⁃离散元结合方法的Steven实验三维数值模拟

• 作者: 傅华 刘仓理 喻寅 黄彬彬
• 来源期刊: 含能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 有限元‑离散元结合方法 三维数值模拟 低速撞击点火 Steven实验
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 995-1002
• 页数: 8页
• 分类号: TJ55
• 语种: 中文
• DOI: 10.11943/CJEM2020115

摘要

针对有限元方法描述断裂与摩擦时存在算法困难，而离散元方法难以描述炸药结构响应的问题，建立了有限元‑离散元相结合的三维数值模拟方法与Fortran计算程序。通过有限元模拟炸药外金属壳体变形，离散元模拟炸药内部的裂纹扩展与摩擦升温，采用Arrhenius方程描述炸药热分解反应放热，实现了装药低速撞击非冲击点火的三维模拟。以Steven实验作为算例，开展了脆性炸药PBX‑2在钝头弹与平头弹两种撞击条件下装药破坏与点火的模拟，考察了炸药非均匀性的影响，获得了装药受载应力历史、裂纹分布、温升曲线、点火时间与位置、撞击点火速度阈值等，分析了钝头弹与平头弹撞击点火的分布特性。以炸药裂纹摩擦以及自反应放热为点火机制的模拟结果与文献报道的实验结果符合较好。