爆炸分离碳纤维增强复合材料编织板

摘要

为了研究碳纤维增强复合材料编织板的爆炸分离,采用在复材板正反两面各加工一条凹槽并预埋导爆索的新思路,并将数值模拟与具体试验相结合,分别对凹槽开口处不添加约束介质、添加铜背皮约束和添加铅背皮约束下的复材板分离情况进行对比分析。通过Tsai-Wu张量强度准则,分别判断三种约束条件下复材板的损伤程度,并进一步讨论各条件下复材板表面单元的压力和速度随时间变化情况。结果表明:在两侧凹槽开口处覆盖金属背皮,成功分离了无介质覆盖凹槽的复材板,金属背皮可以延长爆轰产物的高压持续时间,提高表面单元粒子飞散速度,且铅背皮对爆炸能量的约束效果优于铜背皮,铅背皮约束作用下的复材板所受爆炸总能量是铜背皮约束的1.06倍,是无背皮约束的1.5倍。在一定范围内,可为航天器的级间分离提供新的技术方案。

关键词

爆炸分离 / 数值模拟 / 复合材料 / 金属背皮 / 能量约束