1.一种爆热弹爆炸容腔半径的计算方法,其特征在于:该方法通过如下步骤进行:
步骤一:首先建立系统的比热容模型,假设爆热弹的内腔半径r,内腔高度h,弹底厚度h1,弹盖厚度h2,壁厚δ,水套厚度t,并通过上述数据建立系统的比热容C;
C=C水m水+C钢m钢 (1)
m水=ρ水V水=ρ水π[(r+δ+t)2(h+h1+h2+2t)-(r+δ)2(h+h1+h2)] (2)
m钢=ρ钢V钢=ρ钢π[(r+δ)2(h+h1+h2)-r2h] (3)
步骤二:假设内腔高度h为内腔半径r的2.4倍;
步骤三:根据爆炸当量选择合适的螺距P,100gTNT当量以下选择6或8,100gTNT当量及100gTNT当量以上选择8或12;选定螺距后可确定弹盖厚度h2;弹盖厚度h2为八倍螺距P加50mm;
步骤四:通过使用设计爆炸容器的动力系数法确定壁厚δ和内腔半径r关系;先确定爆热弹的制造材料,小当量选择低合金高强度钢,大当量选择超高强度钢;依据选择所用材料常温状态下的屈服强度除以安全系数作为材料许用应力,确保弹体工作在弹性变形范围,安全系数选3~5;其次根据K-G(Kinney and Graham)公式计算出爆炸容腔内反射超压ΔPm,根据反射超压ΔPm计算瞬间载荷Pr,再采用动力系数法计算等效静压Pe;最后按压力容器设计准则,依据等效静压Pe和材料许用应力计算出弹体壁厚δ与r的关系;
步骤五:假设弹底壁厚h1为1.5倍壁厚δ;
步骤六:根据所设计的爆热测试仪假设水套厚度t,t为20~25mm;
通过以上假设,其中公式(1)、(2)、(3)中只有内腔半径r未知,因此系统比热容C只与内腔半径r相关,计算出系统比热容C最小时的内腔半径r;
步骤七:对计算出的内腔半径r进行圆整和验证,所述验证主要包括验证所取的螺距是否满足强度要求,验证弹体最大应力是否小于材料许用应力且验证计算等效静压Pe应不大于100MPa。
2.根据权利要求1所述的爆热弹爆炸容腔半径的计算方法,其特征在于:所述步骤一中,先建立系统比热容模型,所述比热容模型与爆热弹关键尺寸和水套厚度t相关。
3.根据权利要求2所述的爆热弹爆炸容腔半径的计算方法,其特征在于:所述步骤二、三、四、五、六中,通过对爆热弹关键尺寸进行假设和转换,最终确定系统的比热容仅仅与内腔半径r相关。
4.根据权利要求1所述的爆热弹爆炸容腔半径的计算方法,其特征在于:所述步骤四中,所述材料许用应力通过常温下屈服强度除安全系数确定。
5.根据权利要求1所述的爆热弹爆炸容腔半径的计算方法,其特征在于,所述圆整过程中,内腔半径r为5mm的倍数。