装药落锤冲击实验载荷特性研究

在装药发射安全性试验中,只有落锤的冲击载荷与膛压曲线较为相近时,落锤冲击试验结果才有意义。落锤冲击载荷特性与多种因素有关,通过对各种因素的调整,使落锤冲击载荷与膛压曲线吻合是落锤法进行装药发射安全性试验的前提,也具有一定难度。采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对落锤冲击载荷作用下炸药装药内部压力的变化过程进行数值模拟,通过改变落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度,来研究炸药装药内部的动态响应特征(压力变化的过程)。模拟实验的结果表明:落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度对炸药装药内部压力都有影响;落锤的质量和炸药装药高度对压力脉冲作用时间宽度有影响,而落锤的高度对压力脉冲作用时间没影响。     

CL-20基薄膜炸药的爆轰特性研究

采用重结晶方法细化的CL-20炸药进行CL-20基薄膜炸药制备。研究了CL-20基薄膜炸药的爆轰性能、熄爆厚度和拐角效应,并与HMX基薄膜炸药进行对比。研究结果表明:在装药相对密度为85%时,CL-20基和HMX基薄膜炸药的爆速分别为8 393 m/s和8 069 m/s;CL-20基和HMX基薄膜炸药的熄爆厚度分别为0.23 mm和0.41 mm;相比HMX基薄膜炸药,CL-20基薄膜炸药的熄爆厚度更小,传爆能力更强。     

DNAN基熔铸装药榴弹跌落冲击特性与安全性分析

为研究DNAN（2,4-二硝基苯甲醚）基熔铸炸药跌落过程的力学响应,设计了含模拟装药的榴弹跌落试验,应用力传感器测试系统分析了弹体跌落的冲击响应特性。同时,基于有限元方法模拟了DNAN基熔铸装药弹体在不同工况下的跌落过程,得到了DNAN基熔铸炸药受到的应力载荷及冲击加速度过载变化规律。结果表明:通过试验与仿真对比,验证了有限元模拟弹药跌落的可行性;DNAN基熔铸炸药受到的冲击载荷在传递过程中呈现出递减的趋势,作用时间在1~2 ms之间;弹体装药冲击载荷峰值随跌落高度与角度的增加而变大,作用时间近似相同;DNAN基熔铸炸药升温随着跌落高度的增加而增大,整体升温幅度为2.3~5.8 ℃。仿真结果可为DNAN基熔铸装药榴弹跌落安全性设计提供依据。     

新型压装含铝炸药应用于大口径榴弹发射安全性模拟研究

利用大落锤模拟加载装置,模拟大口径榴弹发射时炸药装药所受的主要应力特性,对新型压装含铝炸药无宏观装药疵病条件进行了膛内应力响应数值计算及模拟实验研究。结果表明,在模拟大口径火炮膛压轴向加载曲线的刺激下,新型高能压装含铝炸药未发生燃烧爆炸反应;在模拟强化加载刺激下,新型压装含铝炸药在2倍最大膛压的模拟加载下是安全的,显示新型高能压装含铝炸药具有较好的安全性能,具备在大中口径弹药中推广应用的基础。     

CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基温压炸药的能量水平和安全性能,通过分析温压炸药爆炸反应历程,开展了CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究。结果表明:CL-20基压装型温压炸药装药密度2.015 g/cm³、爆热8 361 kJ/kg、爆速7 815 m/s,30 kg炸药爆炸时在远场12 m处的冲击波超压可对人员达到中度以上的毁伤;且其撞击感度8%,摩擦感度24%;在慢速烤燃、快速烤燃、12.7 mm子弹撞击试验中,炸药响应等级均为燃烧反应,爆轰性能和安全性能优异。     

装药壳体对含铝炸药水下爆炸性能影响研究

针对某含铝炸药,分别在6 mm钢壳、硬铝壳、PVC壳及裸药柱形装药条件下进行水下爆炸实验,测量3 m,5 m,7 m处冲击波压力时程曲线,获得不同装药条件下冲击波的峰值、冲量、能量及气泡脉动周期和气泡能等参数。利用AUTODYN-2D程序,对带壳装药含铝炸药水下爆炸过程进行数值模拟,通过与实验测量结果对比,验证数值仿真方法和结果的准确性。在此基础上,结合量纲分析与数值模拟方法研究填装比对冲击波波形、压力峰值及气泡脉动周期的影响规律。研究表明：填装较小时,冲击波压力峰值与冲击波能均增大;填装较大时,压力峰值与冲击波能均减小;气泡脉动周期随填装比的增加而减小;在钢壳装药下,最优填装比为1.45。有限元模型与计算结论可为水中兵器设计提供一定参考。     

含铝炸药在混凝土中爆炸效应的数值模拟研究

优化炸药配方可提高炸药对混凝土介质的爆炸毁伤效应。通过数值模拟方法研究球形装药在无限域混凝土中的爆炸效应,用JWL状态方程和Miller反应速率方程描述RDX基含铝炸药的产物膨胀和反应过程,比较了含铝炸药在混凝土介质中爆炸后形成的空腔半径和粉碎区半径。结果表明,数值模拟结果与理论估算值吻合较好,含铝炸药比理想炸药做功能力强,毁伤效应明显;含铝量小于20%时,爆炸形成的空腔半径和粉碎区半径的大小关系为:RDX/AL20>RDX/AL10>RDX。     

含铝炸药深水爆炸冲击波和气泡脉动的数值模拟

为了研究CL-20基和HMX基及其含铝炸药深水爆炸过程,选取LX-14、LX-19、PAX-30和PAX-29 4种炸药,采用AUTODYN数值计算软件,计算其深水爆炸过程的各项参数。计算结果表明:CL-20基炸药水下爆炸性能优于HMX基炸药;铝粉的加入可以大幅度提高冲击波峰值压力、气泡脉动周期及气泡最大半径,而二次压力波峰值压力略有降低。计算TNT深水爆炸过程的参数,并与试验值相对比,误差小于5%,说明球对称一维方法可以很好地模拟炸药深水爆炸过程。最后,计算得到4种炸药的峰值压力均符合水下爆炸相似律,拟合得到4种炸药峰值压力相似常数。     

含铝炸药爆炸作用下的水中圆柱壳动态响应数值研究？

为了研究圆柱壳在含铝炸药水下爆炸载荷作用下的响应规律,利用非线性动力学软件AUTODYN计算了3种不同配方含铝炸药的远场冲击波特性,并将计算值与文献实验值进行对比,计算误差能够稳定在5％以内,之后结合ABAQUS程序模拟了含铝炸药冲击载荷作用下水中圆柱壳的动态响应。在30 kg药量下分析比对了圆柱壳体加速度、速度及有效塑性应变的变化规律,随后确定了各炸药致使圆柱壳结构失稳的临界药量,并以PBXW-115为例研究了临界药量作用下的圆柱壳破坏模式。结果表明,AUTODYN与ABAQUS程序的联用,能够有效地模拟圆柱壳在含铝炸药远场冲击波作用下的动态响应;含铝炸药致使圆柱壳单元达到屈曲失效所需药量普遍低于理想炸药RDX。     

两次冲击作用下压装炸药损伤规律研究

针对装药在多次冲击作用下易产生结构损伤,进而形成热点,引起战斗部提前点火甚至起爆的问题,采用一级轻气炮为加载源,设计了冲击加载模拟实验装置,分别开展了单个10 mm 、单个12 mm、两个10 mm和两个12 mm厚端盖4种工况的冲击加载试验。结合仿真模拟和扫描电子显微镜（SEM）,获取了装药内部应力分布规律及损伤特征,分析了加载次数对装药损伤的影响。结果表明:与单次冲击加载相比,炸药在连续两次冲击加载条件下损伤模式仍以拉伸断裂为主;但试样表面裂纹条数增多、分布范围更广、拉伸波叠加以及损伤演化速率提高等因素使得二次冲击加载时炸药内部微裂纹更易发展成为宏观裂纹。     

一级轻气炮加载实验测试系统用于炸药装药发射安全性研究

论述了一级轻气炮加载实验测试系统用于研究微秒量级炸药安全性的可行性、实验原理、实验方法、数据采集及处理等问题。以某模拟炸药为例,用本测试系统对其开展了发射安全性实验研究,并与铸装B炸药和压装B炸药的大型落锤加载装置的实验结果进行了对比。结果表明,一级轻气炮加载实验测试系统研究微秒量级炸药安全性的实验方法能够实现对炸药装药撞击起爆基本现象的定性、定量观测与表征。     

Experimental investigation of the deflection of peripherally restrained plates under explosive shock loading

The article describes a laboratory apparatus for study of the effect of explosive shock loading on plane barriers (plates) and a method for evaluating the delfection of plates with different forms of the restrained periphery. These facilitate investigation of the process of pulse loading due to the energy of explosion of the condensed explosives under laboratory conditions. The apparatus facilitates variation in the explosive shock loading parameters (mass of explosive, distance from charge to tested plates, thickness of plates and multilayer barriers, and form of the restraining periphery) along with recording of the magnitude of the pulse of pressure of explosion products on the plates. Results of a study of deflection of plates with a circular restraining periphery under explosive shock loading are presentedTranslated from Problemy Prochnosti, No. 3, pp. 88–90, March, 1991.     

DADNBF为基的混合炸药的性能和应用

研究了5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DADNBF,美国代号CL—14)为基混合炸药的性能和在射孔弹中的应用。制备了以CL—14为基,氟橡胶F2311、邻苯二甲酸二丁酯为黏结剂和增塑剂的混合炸药,进行了爆轰性能、耐热性和破甲性能测试。实验结果表明,以CL—14为基的混合炸药在200℃、48h条件下放气量为1.02mL/g,耐热性能与六硝基茋(HNS)接近;在装药密度1.813 g/cm3条件下爆速和破甲深度分别为7842 m/s和φ12.00mm×170 mm,显著优于HNS。     

撞击条件下分步压装装药的点火机理?

利用大型落锤加载装置对不同密度分布状态的药柱进行了撞击加载试验,在分析试验前、后药柱中应力和密度分布状态变化的基础上,讨论了分步压装装药的点火机制。结果表明:药柱的力学响应与其内部密度分布情况密切相关,均匀密度药柱所能承受的最大载荷明显高于非均匀密度药柱。在撞击加载过程中,药柱内部径向密度差引起的剪切流动是导致分步压装装药点火的重要原因。     

Non-linear transient dynamic response of rectangular plates under shock loading

Experimental and numerical investigations were carried out on clamped rectangular plates subjected to underwater explosion loading. Experiments were conducted on rectangular plates of size 0.55×0.45×0.004 m using a box model set-up under air-backed conditions in a water tank detonating small charge weights of PEK-I explosive. Corresponding plastic deformation of the plates were measured for different charge weights and stand off distances. Numerical analysis was carried out using the MARC finite element code for various test conditions and the results are compared with experimental results.