不同当量TNT爆炸驱动能力模拟数值仿真研究

战斗部爆炸时会产生诸多毁伤元,爆炸破片是其主要的毁伤参量之一,其中破片的飞行速度是评价破片毁伤威力大小的重要指标,研究战斗部爆炸驱动破片能力对于评价战斗部毁伤威力具有重要意义.利用AUTODYN建立不同TNT当量爆炸驱动破片能力的数值仿真模型进行实验研究.建立相应爆炸驱动装置模型,设置TNT当量分别为34 g,50 g...     

基于效应靶法评价爆炸冲击波毁伤的数值仿真

为反映爆炸冲击波对目标结构破坏程度的总体毁伤评价,建立了基于效应靶评价爆炸冲击波毁伤的方法.应用有限元动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,对效应靶在爆炸冲击波下的变形响应进行数值模拟研究,得到了挠度分别与炸距及TNT当量的函数关系,结合冲击波能量谱发现了自振频率对效应靶毁伤的影响,研究成果为战斗部爆炸冲击波的毁伤评价提供了依据和参考.     

不同类型炸药水下爆炸时冰层损伤特性研究EI北大核心CSCD

为了探究水下爆炸冲击波与气泡脉动载荷联合作用下冰层损伤特性以及不同类型含能炸药水下爆炸对冰层损伤特性。采用动力学分析软件LS-DYNA中的任意拉格朗日欧拉(ALE)法建立了计算水下爆炸气泡动力学模型及水下爆炸冰-水全耦合模型,考虑了冲击波载荷及复杂的气泡载荷耦合全过程;在此基础上,分析了烈性奥克托今炸药(HMX)及不同铝氧比黑索金炸药(RDX)对冰层损伤特性的影响。研究结果表明:计算模拟结果与试验结果吻合良好,验证了计算模型的有效性;揭示了水下爆炸冲击波和气泡载荷联合作用下的冰层损伤机理;HMX炸药对冰层的损伤威力更强,RDX(0.36)比RDX(0)、RDX(0.16)、RDX(0.63)对冰层产生的毁伤效应要强,其与TNT对冰层造成的毁伤效应强度接近。依据研究结果冲击波载荷是造成冰层损伤区域大小的主要毁伤元素,而气泡载荷主要影响冰层毁伤区域的破碎形态;根据不同毁伤目标应用特性,调节炸药配方比,改变冲击波能与气泡能的输出结构,可实现冰层的不同毁伤模式。     

爆炸冲击波与破片对RC桥的耦合毁伤研究

对地导弹成为现代桥梁的重要威胁,其战斗部对桥梁的毁伤作用包括爆炸冲击波和破片群两个方面。研究了导弹战斗部爆炸特性,采用SPH-FEM方法实现了导弹战斗部爆炸、爆炸冲击波与破片耦合毁伤RC桥的全过程仿真,分析了耦合毁伤机理,对比了不同配筋率、爆炸高度等因素对桥梁耦合毁伤效果的影响。得到了以下结论:爆炸冲击波与破片耦合作用明显,耦合作用大于单独作用之和;配筋率影响吸能模式,随着配筋率的提高,桥梁吸能模式发生改变;爆炸高度影响毁伤分布明显,对"破片场"分布也有影响。     

高能炸药毁伤威力数值仿真实验研究

采用AUTODYN分别对2.0 kg球体裸装药TNT、H6、AL/AP-HE和PBX90104种常用爆炸材料建立数值仿真模型,对爆炸冲击波及热毁伤效应进行仿真分析,并对冲击波超压峰值和温度场温度进行对比分析.结果表明:不同爆炸材料爆炸产生的毁伤效应存在很大差别,在同等装药质量下,4种爆炸材料冲击波超压峰值PBX9010...     

含铝炸药近场水下爆炸冲击波的实验及数值模拟

含铝炸药能改善能量的输出结构,增强爆轰产物的做功能力,将其应用于水下爆炸,能显著提高水中兵器的爆炸威力和毁伤能力。基于电测法采用PVDF压力传感器开展含铝炸药RL-F和TNT近场水下爆炸冲击波实验,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对其进行模拟;通过将仿真结果与实验值及经验值对比,结果表明采用合理的边界条件、计算参数和有限元模型,CEL方法能准确地模拟含铝炸药和TNT近场水下爆炸冲击波的传播过程;含铝炸药近场水下爆炸冲击波压力衰减速率相对于TNT较缓慢。在验证数值模型合理性的基础上,将数值结果拟合得到TNT近场水下爆炸冲击波峰值压力在6倍装药半径内以及含铝炸药峰值压力在一定比例距离范围内的近似回归公式。     

杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能研究

破片和冲击波作为杀爆战斗部的两种主要毁伤元素,对目标的毁伤形式不尽相同。以杀爆弹为研究对象,在不同工况下,通过LS-DYNA动力学软件,对杀爆相关作用场的毁伤效能进行研究,并将其毁伤效能与单独冲击波作用进行对比,得到了如下结论:杀爆相关作用场的毁伤效能较单独冲击波作用有较大提升;TNT当量的增加对杀爆相关作用有较大的增益;杀爆战斗部相关作用场的毁伤效能随着预开孔间距的增大而减小。     

抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估研究

针对舰船毁伤效能评估问题,进行了抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估方法研究。研究结果显示,炸药爆炸威力及目标易损性构成了不可偏废型舰船毁伤效能评价指标体系,爆炸威力赋值可通过炸药TNT当量及舰船排水量计算得出,抗冲击瓦抗毁伤性能评估值可采用灰色层次分析法计算,采用文中给出的毁伤效能计算方法能够实现抗冲击瓦结构舰船毁伤效能的量化评估。     

抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估研究

针对舰船毁伤效能评估问题,进行了抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估方法研究。研究结果显示,炸药爆炸威力及目标易损性构成了不可偏废型舰船毁伤效能评价指标体系,爆炸威力赋值可通过炸药TNT当量及舰船排水量计算得出,抗冲击瓦抗毁伤性能评估值可采用灰色层次分析法计算,采用文中给出的毁伤效能计算方法能够实现抗冲击瓦结构舰船毁伤效能的量化评估。     

爆炸冲击波和高速破片载荷的复合作用特性及判据研究

为探讨爆炸冲击波和高速破片对固支方板的复合作用特性,设计端部预制破片的TNT近爆试验。分析了大尺度薄板在不同载荷情况作用下的毁伤形貌,根据试验结果提出了结合载荷强度和作用时间来判定是否发生复合作用的判据。结果表明:在近距离爆炸时,平板在载荷复合作用下整体发生大挠曲变形,局部受高速破群作用发生密集的侵彻穿孔,两种载荷具有很强的复合毁伤能力;当距离增大后冲击波的毁伤能力极大减弱,达到一定范围距离后,破片成为防护结构的主要设计载荷,可以忽略复合作用;通过判据可以比较合理地判断出结构在某一爆距下,冲击波和高速破片两种载荷是否发生复合作用,并可以计算需要考虑复合作用的区间。     

爆炸驱动多层球形破片初速场分析

为准确计算多层球形破片在爆炸驱动下的初速场,通过对装药结构的等效分析,基于Gurney假定和相邻层颗粒之间力和力的波动量等概率传递假定,忽略排列方式引起的孔隙率变化,应用动量和能量守恒建立了破片初速场的理论计算模型。该模型反映了炸药参数和破片的密度、层数和直径等因素对破片初速的影响;针对典型的爆炸驱动前向多层破片模型,用LS-DYNA3D非线性有限元程序对多层钨球破片的爆炸驱动过程进行数值模拟,开展了相关验证试验并分析了理论计算值与试验误差产生的原因,分析讨论了不同球形破片直径和不同破片层数下破片初速的变化情况。结果表明:理论计算值与数值模拟及试验结果吻合较好;随着相同直径破片层数的增大,破片初速减小,相邻层间破片的速度差值更大;层数相同时,随着破片直径的减小,破片初速增大,但相邻层数破片的速度差值更小。     

利用含废弃丁羟推进剂制备的高能炸药?

利用丙烯酰胺氧化剂溶液及铝粉制备得到敏化剂,加入已配好的含能黏结剂中,对丁羟(HTPB)推进剂颗粒间隙进行填补,形成新型高能炸药。通过高速摄影试验观察爆轰过程,炸药空中、水下爆炸等试验测试其性能。结果表明:所制备的新型高能炸药性能良好,随着敏化剂含量的增加,炸药爆轰感度、冲击波超压及水下能量输出均有明显提高;炸药密度1.53 g/cm~3,爆速6 900 m/s;当比例距离为1.5~4.5 m/kg~(1/3)时,炸药的TNT当量系数分布于1左右;水下爆炸能量输出为4.5 k J/g,高于TNT,具有较高的能量和冲击作用。     

基于爆炸现场破坏分析的TNT当量快速估算方法研究

综合多年一线反恐经验,针对自制爆炸装置的TNT当量估算展开研究。一方面,根据现场勘查得到的冲击波超压对人体的杀伤程度,并参考炸点位置和地质强度,计算得到爆炸物的TNT当量;另一方面,分析了在不同环境下(空气中、软性地面、硬性地面)爆炸后形成的冲击波超压△pm的计算公式,同时结合冲击波对现场的破坏程度,计算得到爆炸装置的TNT当量。最后,可由TNT当量以及现场判定的炸药类型换算得到自制爆炸装置的装药质量。该方法成功地在多次案例分析中得以运用推广。研究成果对于勘察已爆现场、侦破涉爆案件、指导公安反恐防爆工作具有重大意义。     

链枷式排爆装置抗爆性能的仿真与试验研究

为了探究链枷式排爆装置的抗爆性能是否满足作业需求,以ANSYS软件为技术平台,建立了该排爆装置抗爆性能的仿真计算模型。依托该模型,对不同TNT当量、不同爆炸位置等多种工况下排爆装置的抗爆性能进行了分析,得到其结构变形量和速度特性。同时,搭建了链枷式排爆装置的抗爆性能试验台架,通过台架试验验证了仿真模型的可信性,为排爆装置抗爆性能分析评价与结构优化设计提供参考。     

3，4-二硝基吡唑(DNP)的研究进展

随着武器装备的不断发展,对弹药能量和安全性的要求也越来越高,传统TNT基熔铸炸药存在易损性差、长期储存渗油、爆轰性能不理想等缺点,已不能满足当前不敏感弹药的发展要求;因此,研究炸药的新型载体是当前熔铸炸药发展的一个重要方向。3,4-二硝基吡唑(DNP)是一种新型的熔铸炸药载体。根据国内外的相关报道,阐述了DNP的合成方法、基本性能、机械感度、热安全性、相容性、应用性等研究发展现状。研究结果表明:目前,经N-硝化、热重排、C-硝化三步法合成DNP的工艺更加稳定,得率较高;DNP的熔点为86.5 ℃,理论密度为1.87 g/cm³,实测爆速为7 633 m/s（ρ=1.65 g/cm³）,爆热为4 326 kJ/kg,理论爆压为28.7 GPa;DNP的机械感度与TNT相当,具有较好的机械安全性;DNP热分解分两个阶段,第一阶段分解放热峰为319.8 ℃,第二阶段分解放热峰为407.2 ℃,与TNT和DNTF相比,DNP的热分解峰温高,热安定性好;DNP与RDX、HMX、CL-20、Al、AP、微晶蜡具有较好的相容性,可以与这些组分组成混合炸药,具有广泛的适用性。     

Computer code for the optimization of performance parameters of mixed explosive formulations

LOTUSES is a novel computer code, which has been developed for the prediction of various thermodynamic properties such as heat of formation, heat of explosion, volume of explosion gaseous products and other related performance parameters. In this paper, we report LOTUSES (Version 1.4) code which has been utilized for the optimization of various high explosives in different combinations to obtain maximum possible velocity of detonation. LOTUSES (Version 1.4) code will vary the composition of mixed explosives automatically in the range of 1-100% and computes the oxygen balance as well as the velocity of detonation for various compositions in preset steps. Further, the code suggests the compositions for which least oxygen balance and the higher velocity of detonation could be achieved. Presently, the code can be applied for two component explosive compositions. The code has been validated with well-known explosives like, TNT, HNS, HNF, TATB, RDX, HMX, AN, DNA, CL-20 and TNAZ in different combinations. The new algorithm incorporated in LOTUSES (Version 1.4) enhances the efficiency and makes it a more powerful tool for the scientists/researches working in the field of high energy materials/hazardous materials.     

主成分分析法用于单质炸药爆轰性能评估的研究

炸药的爆轰性能是评价炸药综合毁伤能力的重要指标,是进行炸药装药设计、开发和优选工作的前提。为实现对炸药的综合爆轰性能进行合理评估,必须对炸药的5大爆轰参数（爆热、爆速、爆压、爆容、爆温）进行综合考虑和计算。尝试应用针对多元统计技术的主成分分析法,对TNT、RDX、HMX等常用单质炸药的所有爆轰参数开展了分析与评估。结果表明,炸药各爆轰参数的信息重叠度较大,主成分的贡献率可达到90.1%,在爆轰性能综合评估中可以只参考爆热和爆速。最后利用第一和第二主成分的贡献率为权数,构造了炸药爆轰性能综合评估函数;对常用炸药的强弱排序也与各自威力经验值相符,评估有效。     

DT型粉状炸药专用蜡的研制

以多种含蜡馏分为基础原料，添加适量DT复合添加剂研制的DT型粉状炸药专用蜡具有优异的分散性和抗水性，可满足各种低梯粉状炸药要求，简化炸药配方，方便操作及其质量控制，以其生产的炸药爆速高，贮存期长，各项性能满足GB12437－2000标准要求。