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石油作为主要能源和优质化工原料,在一个国家的民生建设,经济建设和国防建设中的地位和作用是非常重要的。油井射孔是石油勘探和开采的一项关键技术,射孔枪与射孔弹是油井射孔的重要工具,药型罩是射孔弹的心脏,因此对药型罩研究显得尤为重要。本文运用ANSYS/LS-DYNA对粉末药型罩聚能射流特性进行了数值模拟研究,其主要研究内容和及结果如下:(1)聚能射流形成理论和物态方程参数计算。采用了经典的聚能射流形成理论,得出了药型罩被压垮后形成射流和杵体速度和质量的计算方法。对密实材料和多孔材料物态方程进行理论分析,并推导出了物态方程参数的计算方法,随后对密实铜和孔隙率为11.53%铜的物态方程参数进行了计算,为数值模拟提供材料数据。(2)聚能射流温度场和形成过程。针对聚能射流运动稳定性问题,基于自适应网格方法,运用ANSYS/LS-DYNA 2D,对多孔药型罩形成聚能射流温度场进行描述和分析,并与密实药型罩进行对比,模拟结果表明,多孔药型罩形成聚能射流的温度比密实药型罩形成聚能射流的温度高,延展性能好,具有良好的侵彻性能。针对壳体和孔隙对聚能射流头部速度的影响问题,采用任意的拉格朗日和欧拉(ALE)方法,运用ANSYS/LS-DYNA3D,对带有弹壳射孔弹多孔药型罩聚能射流形成过程和射流参数分布进行了详细的描述和分析,对比了壳体和孔隙对聚能射流头部速度的影响。研究结果表明,所形成聚能射流头部速度从大到小依次是:带壳射孔弹多孔药型罩、带壳射孔弹密实药型罩、不带壳射孔弹多孔药型罩和不带壳射孔弹密实药型罩,弹壳对聚能射流头部速度的影响要比孔隙大。(3)聚能射流侵彻靶板。采用基于自适应网格方法,运用ANSYS/LS-DYNA2D非线性动力学有限元分析软件,对孔隙率为11.53%的铜药型罩射流形成和打靶过程以及聚能射流头部速度进行详细描述和分析;对密实铜药型罩射流形成及打靶的过程进行了数值模拟。通过对比分析粉末药型罩和密实药型罩侵彻靶板的形貌,结果表明:孔隙率为11.53%的药型罩打靶在穿深、孔径两方面均表现出了更好的侵彻特性。本文的研究工作提供了多孔材料物态方程参数的计算方法,使得对多孔药型罩的数值模拟研究得以实现,并模拟验证了多孔药型罩的优良特性,为粉末药型罩的设计提供一定的理论基础与模拟计算数据。