胞元膨胀特性及其对水锤效应的影响数值分析

为研究胞元的膨胀特性对水锤效应的影响,本文设计了几类不同构型的胞元结构,开展了高速弹丸侵彻下各类胞元结构的数值模拟研究,同时讨论了胞元结构壁厚变化带来的影响。研究中使用“膨胀阻抗”概念量化了胞元结构在高速弹丸侵彻下的膨胀特性,并分析了胞元鼓胀特性对水锤效应所产生的空化压力载荷带来的影响。结果表明:在高速弹丸侵彻下,膨胀阻抗可有效反映胞元结构的膨胀变形程度,膨胀阻抗越小,说明胞元越容易变形和膨胀;水锤效应导致的空化压力载荷作用强度受胞元结构的膨胀阻抗影响,在胞元结构的膨胀阻抗降低时,胞元的鼓胀变形过程将降低壁面受到的空化压力载荷强度;壁厚会影响充液胞元结构的膨胀阻抗,在空化压力载荷较小时,结构的膨胀阻抗与结构侧壁面厚度线性相关;在空化压力载荷较大时,结构的膨胀阻抗与结构各壁面厚度的匹配关系有关。