模块装药跌落损伤特性数值模拟研究

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：吴霜，余永刚yygnjust80，常人九

单位：南京理工大学能源与动力工程学院，南京210094

摘要：为分析多种地面环境中模块装药跌落过程损伤特性，基于非线性有限元理论建立了模块装药动力学有限元模型。运用ANSYS/LS-DYNA软件，对模块装药的跌落冲击过程进行模拟。针对模块装药从2m高处底部向下垂直跌落、水平跌落和倾斜45°跌落3种跌落姿态，跌落地面分别为砂土、混凝土、Q235钢板三种状态，数值研究了不同跌落姿态和跌落地面对应力、应变和加速度的影响，分析了可燃药盒及颗粒的变形和损伤特性，并讨论跌落姿态和跌落地面因素的影响。结果表明：模块装药破裂风险的排序为：倾斜45°跌落、水平跌落和底部向下垂直跌落。地面硬度越大，应力、应变和加速度亦相应增大，且达到峰值的时间更短。三种跌落姿态条件下，火药颗粒相互碰撞，但不发生破裂，安全风险区域均位于可燃药盒底部，在倾斜45°跌落时，可燃药盒分别在混凝土地面和Q235钢板地面上发生破裂，损伤模式包括局部凹陷、基体开裂和剪切等。研究结果可为改进模块装药结构设计提供参考。<br>

关键词：模块装药；跌落撞击；跌落姿态；地面特性；有限元模拟