方形爆炸拋撒裝置結構優化

李建平，劉思琪

（北京理工大學爆炸科學與技術國家重點實驗室，北京 100081）

爆炸拋撒是指利用高能炸藥爆炸產生的高壓將裝置內燃料進行拋撒和分散的過程[1]，在燃料空氣炸彈[2]等軍用領域及滅火[3]、除塵[4]等民用領域均有廣泛應用。拋撒裝置主要由殼體、拋撒藥劑和中心管組成，其中殼體結構是影響拋撒性能的一個重要因素。

高重陽等[5]以柱形爆炸裝置為研究對象，討論了薄壁殼體在爆炸荷載作用下的動態斷裂準則，發現殼體結構在沖擊作用下發生變形和斷裂，其破片斷面主要是由韌性剪切斷裂造成的。王曄等[6]利用有限元LS-DYNA仿真軟件研究了圓形拋撒裝置殼體結構對燃料近區拋撒速率的影響，發現殼體軸向的抗拉強度越大，燃料的拋撒速率越高。張奇等[7-8]通過理論研究分析了拋撒裝置殼體對燃料近區拋散過程的影響規律，給出了考慮殼體時燃料近區拋散速度的計算方法。目前對圓柱形裝藥結構拋撒裝置的研究較為成熟，燃料在分散的近場階段可以簡化為一維柱對稱模型[9]，然而受裝載平臺的限制，如布撒器通常為矩形截面結構[10]，常常會用到方形截面的爆炸拋撒裝置來提高整體空間利用率。迄今為止，關于方形拋撒裝置的研究較少，為了提高裝載平臺空間的利用率，研究方形爆炸拋撒裝置具有重要意義。

與圓柱形拋撒裝置殼體不同，方形爆炸拋撒裝置殼體在各個方向上的應力分布不均，導致殼體破裂不均勻，從而影響燃料的初始拋撒速度。……