带隔板装药EFP成型数值模拟与实验研究

以小长径比装药EFP战斗部为研究对象,利用AUTODYN有限元数值模拟和相应的试验对带隔板装药EFP的成型过程进行研究。在装药种类、结构尺寸和药型罩材料不变的条件下,开展了隔板结构和药型罩结构的正交优化设计数值计算。结果表明:与不带隔板结构相比,正交优化后带隔板装药EFP的速度提高了8.8%,长径比提高了164.3%;应用于末敏弹结构中优化后的EFP速度1 570.1 m/s,长径比达到5.02,与实验结果基本一致,从而验证了数值计算的正确性。     

装药与药型罩分离对射孔弹穿深影响的规律研究

采用数值模拟计算和实验分析研究了某60型射孔弹聚能装药与药型罩在不同的装配分离间隙下穿深的下降规律。仿真计算得到的穿深与间隙关系曲线与实验得到的变化趋势相似,即随间隙的增大,60型射孔弹的穿深呈现出快速下降、略有上升、平缓不变的过程。揭示了穿深曲线在装药和药型罩分离间隙增大至3.5 mm后要经历一个先上升后平缓的特殊过程的事实,并根据数值计算过程分析了分离间隙在4.0~5.0 mm范围内穿深增加现象的原因。     

射孔弹用炸药药柱耐热试验研究

用自行设计的试验装置,测定了石油射孔弹用四种耐热炸药药柱(JH-16、JO-6、JP-1、JD-1)的热爆炸温度——延滞期特性曲线。用“调整法”测定了51型普通射孔弹(装药为JH-16)及51型超高温射孔弹(装药为JD-1)的2h、48h耐热极限温度。     

含能射孔弹双层药型罩穿孔性能研究

含能射孔弹药型罩主要采用含能材料压制的单金属药型罩,该弹穿深性能低。而双层含能射孔弹内层采用高钨配方,外层采用含能材料,既提高了穿深性能,又清洁了孔道。本文中,设计了一种新结构的压罩模具,成功压制了双层药型罩,打靶结果为双层药型罩射孔弹的穿深为695 mm,单金属药型罩为400 mm,双层药型罩的穿深比单金属药型罩提高73.8%,表明与单金属含能射孔弹相比,双层含能射孔弹有明显的优势。     

径向聚能装药的爆炸作用

(一)线型聚能装药目前,国外采用的聚能油井射孔弹、聚能切割弹、压裂弹等均是利用聚能装药,而绝大多数聚能装药是短柱状,聚能穴置于装药的底端,炸药几乎全部采用黑索今、梯恩梯。据我国目前的条件和一般民用工程爆破的特点,我们试验研究了聚能穴沿柱状药包长轴布置的线型铵梯聚能装药。其装药结构如图1所示。     

钨铜粉末药型罩射孔弹对钢靶侵彻的数值模拟

利用Ansys/Ls-Dyna软件对钨铜粉末药型罩射孔弹侵彻钢靶过程进行了数值模拟。运用混合物的叠加原理对钨铜混合材料的状态方程参数进行了计算,得到钨铜(20W80Cu)粉末药型罩的参数。采用多物质ALE算法,模拟了钨铜药型罩射流的形成及侵彻钢靶的过程,模拟89型号射孔弹作用45#钢靶,穿深为153mm,孔径为9.6mm,并与实际情况对比,数值模拟结果与实验结果差别在5%以内。     

小长径比石油射孔弹

文章简要介绍了一种新石油射孔弹－小长径比石油射孔弹，阐述了环形成爆的基本原理和试验结果，比较了在相同装药情况下有无隔板两种情况的穿孔效果。     

分离式无起爆药安全点火系统在石油射孔中的应用

为解决石油射孔作业中起爆系统安全性问题,设计了一种分离式无起爆药点火装置并进行了发火、起爆可靠性测试及现场应用。测试结果表明:380 V交流电和600 V直流电均不会发火,能够可靠起爆导爆索及射孔弹,井下起爆实验均100%起爆。分离式无起爆药安全点火系统性能可靠,在未来石油射孔作业中有很大的应用前景。     

具有前驱罩石油射孔弹研究

聚能装药结构能降低喷口对射流的影响,从而达到更好的侵彻效果。主要从药型罩结构和药型罩材料两方面对石油射孔弹进行了试验研究。选取在射孔弹内使用前驱药型罩和主药型罩相结合的结构,使射孔弹爆炸时形成初始速度非常高的前驱射流,为随后的主射流打开一个环形通路,从而达到大孔径、深穿孔的目的,为大孔径、深穿孔射孔弹的设计开发提供了一些基础数据。     

分离式无起爆药安全点火系统在石油射孔中的应用

为解决石油射孔作业中起爆系统安全性问题,设计了一种分离式无起爆药点火装置并进行了发火、起爆可靠性测试及现场应用。测试结果表明:380 V交流电和600 V直流电均不会发火,能够可靠起爆导爆索及射孔弹,井下起爆实验均100%起爆。分离式无起爆药安全点火系统性能可靠,在未来石油射孔作业中有很大的应用前景。     

基于SPH方法对不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻过程的模拟

为了解决传统基于网格的数值方法在模拟线性聚能射流问题时因大变形而导致网格畸变使计算难以进行的问题,本文通过自编程实现的光滑粒子法（SPH）对不同药型罩线性聚能装药射流形成及其侵彻金属靶板的过程开展了数值模拟研究,所实现的算法可以为线性聚能射流数值模拟研究提供新途径。本文所开展的研究首先基于已有的线性聚能射流试验模型进行模拟分析,采用SPH方法有效实现了线性聚能射流的形成过程,数值模拟获得的射流头部速度与试验比对误差在10%以内。然后建立了装药质量、药型罩质量和装药横截面宽度相同的前提下不同药型罩线性聚能射流模型,数值模拟获得不同药型罩形成的射流特征以及侵彻金属靶板的开口宽度和侵彻深度随时间的变化规律。研究得到的不同药型罩线性聚能射流形成及后效侵彻规律可为线性聚能射流的设计提供参考。     

对称双线型聚能爆破技术数值模拟研究及应用

以直径28mm的煤矿许用炸药为研究对象,通过理论分析和数值模拟技术,设计一种带有对称双线型聚能槽的装药结构,使普通炸药具有聚能爆破作用。模拟研究表明,带有对称双线型聚能槽(65°夹角)的炸药在聚能方向做功能力得到提高,爆炸产物速度提高了35.7%,爆压提高了2.5倍。将此技术在煤矿岩巷掘进光面爆破中进行了应用,提高了光面爆破效果。     

线型聚能装药切割钢板过程的数值模拟

用AUTODYN -2D计算软件对线型聚能装药切割钢板的过程进行了数值模拟 ,分析了射流形成过程中各种参数的分布规律 ,并对射流切割钢板的宽度、厚度等进行了预测。模拟计算与实物试验结果的相对误差为 10 6%～ 11 9% ,是在工程上允许的范围内。这说明 ,数值模拟方法可用于聚能装药的优化设计和切割其他材料的研究     

对称双线型聚能爆破技术数值模拟研究及应用

以直径28mm的煤矿许用炸药为研究对象,通过理论分析和数值模拟技术,设计一种带有对称双线型聚能槽的装药结构,使普通炸药具有聚能爆破作用。模拟研究表明,带有对称双线型聚能槽(65°夹角)的炸药在聚能方向做功能力得到提高,爆炸产物速度提高了35.7%,爆压提高了2.5倍。将此技术在煤矿岩巷掘进光面爆破中进行了应用,提高了光面爆破效果。     

岩石控界切割锥形聚能射流的优化设计及试验

对聚能装药形成射流冲击岩石展开研究,通过线性聚能装药和锥形罩聚能装药的爆炸破岩对比试验、数值模拟以及岩石断裂力学分析认为,采用锥形罩聚能装药结合初始裂纹形式时,能量利用率更高,能对岩石产生更好的劈裂效果。为得到高速锥形射流,运用正交分析和数值仿真对聚能装药进行了优化设计,优化后的锥形罩聚能装药的参数为:炸高15 mm、药型罩锥角84°、药型罩厚度1.35 mm。优化后的岩石劈裂试验中,两个锥形罩聚能装药同时爆炸作用于岩石,在初始裂缝的引导下形成了长度达120 cm的定向平直裂纹。该试验验证了多点锥形罩聚能装药应用于岩石控界切割技术的有效性,可应用于精细化要求的边界控制爆破。     

爆轰波斜冲击金属介质理论在聚能装药药型罩设计中的应用研究

将爆轰波斜冲击金属介质理论引入聚能药型罩罩高参数设计中,运用LS-DYNA显式动力学软件对爆轰波斜入射铜介质进行了仿真计算,得到了接触位置压力峰值P与入射角φ0之间的关系,数值仿真结果和理论计算值、试验值均吻合得较好。基于仿真计算和理论分析,得出了圆锥形和球缺形药型罩点起爆条件下罩高参数确定的工程算法,并将其应用于一种组合式战斗部的设计中。该方法为药型罩高度的确定提供了基于理论分析方面的设计依据,丰富了聚能装药战斗部的设计方法。     

线型聚能装药数值模拟与优化设计

爆炸切割是利用聚能原理来切割坚硬物质的爆炸新技术,线型聚能装药是其中一种常用的装药类型.针对线型聚能装药的主要结构参数,采用DYNA2D程序进行二维数值模拟,与现有理论和试验相符.以数值模拟代替实验,构造线型聚能装药正交设计表,达到了结构参数优化的目的.     

起爆形式对线性成型装药射流形成的影响

以工程中常用的柔性切割器为研究对象,在不考虑端部效应的前提下对三种起爆方式下线性成型装药射流形成差异进行了理论和数值模拟分析,得出了不同起爆方式下射流头部速度的大小关系、射流内部速度的分布规律。在此基础上进一步提出了三种起爆方式下线性成型装药切割目标的恰当的数值模拟方法。     

圆锥-球缺药型罩聚能战斗部结构优化设计？

针对现代舰船抗爆炸与冲击能力的日益提升,提出了一种圆锥-球缺组合药型罩聚能战斗部在鱼雷上的应用,建立了该战斗部水中接触爆炸钢质靶板的力学物理模型,并通过试验对数值模拟结果进行了验证性研究。采用正交设计方法,设计了16种不同参数的圆锥-球缺聚能战斗部的结构,利用该模型进行了数值计算,得到了战斗部的最佳结构,为高效聚能战斗部的设计提供了理论依据。     

线性聚能切割器切割钢索的试验研究及数值模拟

基于经典射流成型理论计算基础设计了线性聚能装药切割器,利用铜质药型罩切割器对100mm直径的桥梁钢索进行了切割试验,并利用LS-DYNA对线性聚能射流侵彻钢索进行了数值模拟。试验与数值模拟均表明,利用线性聚能切割器切割钢索进行定向爆破拆除是可行的。