起爆方式对柱形炸药空爆冲击波场的影响

为研究起爆方式对柱形炸药爆炸能量输出的控制效应,运用AUTODYN软件对不同起爆方式作用下的炸药在空气中爆炸过程进行了模拟。通过对比分析参考位置的冲击波超压峰值,得到了起爆方式对爆炸冲击波场分布的影响规律。研究结果表明:比例距离小于5 m·kg-1/3时,起爆方式可改变爆炸冲击波场的局部分布形态,其在不同的方向和距离对冲击波超压影响存在差异;比例距离大于5 m·kg-1/3时,起爆方式对冲击波场分布基本无影响;柱形炸药长径比一定的条件下,同一起爆方式作用下的爆炸相似律仍然成立。     

低成本爆炸箔起爆器系统技术研究

为了开发适用于民用爆破的低成本爆炸箔起爆器系统，以高压开关为切入点开展研究，设计、制作了基于串联陶瓷气体放电管的低成本高压开关，并结合前期研制的低成本集成爆炸箔芯片和微流控重结晶六硝基茋（HNS）炸药技术，开展了爆炸箔电爆特性、电爆炸等离子体驱动飞片、飞片冲击起爆HNS炸药等研究。研究结果表明:低成本爆炸箔起爆器系统可以在0.30 μF、1.5 kV条件下成功起爆细化HNS炸药。为爆炸箔起爆器系统技术在民用爆破领域的应用提供了技术支撑。     

球形炸药设计及其水下爆炸冲击波特性

雷管等爆炸元件的爆炸能量分布通常并不均匀,在离心机中研究爆炸问题对爆源的尺寸和爆炸能量分布要求较高,爆炸能量不均匀对试验结果存在影响,不符合爆炸力学中的点源假定。采用黑索金炸药制作球形炸药,探讨了细径导爆索及无起爆药雷管作为起爆方式的适用性。最终确定微型导爆雷管中心起爆球形炸药的方式,并研究了其水下爆炸冲击波特性,峰值压力与比例距离近似成线性关系,冲击波压力波形可以较好地采用冲击波压力公式拟合。     

平凹底雷管起爆机理的探讨

本文是继前文进行的工作,利用高速摄影、x脉冲照相等研究了雷管爆炸后的动态状况。实验证明:平、凹底雷管在矿山使用的条件下,起爆能力相差是不多的。因为此时不论凹底或平底雷管的起爆能力,都靠爆炸气体和冲击波二者的作用。金属流在雷管和炸药直接接触(即凹穴内填满炸药)时,或者不产生射流,或者虽产生了射流,也因起爆面积小、速度快,而对爆轰感度小的矿药无起爆作用。如凹底雷管在空气中爆炸,金属流可以很好形成,有较大的功能,但对钝感炸药(如2~#矿药或梯恩梯等临界直径大的炸药)也是很难起爆的。     

球形炸药设计及其水下爆炸冲击波特性

雷管等爆炸元件的爆炸能量分布通常并不均匀,在离心机中研究爆炸问题对爆源的尺寸和爆炸能量分布要求较高,爆炸能量不均匀对试验结果存在影响,不符合爆炸力学中的点源假定。采用黑索金炸药制作球形炸药,探讨了细径导爆索及无起爆药雷管作为起爆方式的适用性。最终确定微型导爆雷管中心起爆球形炸药的方式,并研究了其水下爆炸冲击波特性,峰值压力与比例距离近似成线性关系,冲击波压力波形可以较好地采用冲击波压力公式拟合。     

爆炸焊接对炸药性能要求的探讨

为了保证爆炸焊接复合板达到良好的质量和能否在爆炸焊接中使用非理想爆轰炸药,对所使用的炸药性能进行了探讨。结合爆炸焊"窗口"理论以及工程实例对用于爆炸焊接的炸药爆速、密度、爆轰状态等参数进行计算,得到了爆炸焊接中炸药爆速的上、下限,密度的取值范围以及提高炸药能量利用率的途径,并在铝-钢焊接工程中取得了较好的效果,以期对爆炸焊接工作有所裨益。     

挡墙对爆炸冲击波传播影响的数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,采用有限元软件AutoDyn,对TNT 炸药地面起爆后,爆炸冲击波遇到挡墙时的传播规律进行了三维数值模拟。分析了炸药在自由空气中,刚性地面上,沙土地面上起爆情况下,对不同方向超压分布的影响,研究了当冲击波遇到挡墙时其迎爆面的超压和比冲量分布及冲击波绕射之后挡墙后方的超压和比冲量分布规律。分析结果表明:炸药起爆环境对冲击波超压有明显的影响,其影响程度随方向而定。爆炸冲击波遇到混凝土挡墙后将产生约2 倍于入射压力的反射超压;在比距离较小时,挡墙迎爆面的最大压力和比冲量均出现在挡墙底部。爆炸冲击波绕过挡墙之后将会发生环流汇聚现象,并且在冲击波相互碰撞下汇合处的超压较大。     

刚性地面对爆炸冲击波传播规律的影响

为研究刚性地面对爆炸冲击波传播特性的影响,采用ANSYS/LS-DYNA对TNT炸药在刚性地面工况下起爆后的整个过程进行了数值分析,得到了刚性地面工况下爆炸冲击波的传播规律以及特征参数,并将其与自由空气工况下爆炸冲击波的传播规律以及特征参数进行了对比分析。建立了TNT炸药在刚性地面工况下起爆后,比例距离在0.5 m/kg^1/3≤Z≤3 m/kg^1/3之间时的冲击波超压峰值简便计算公式,分析了起爆高度对刚性地面附近冲击波的影响规律,并得到了刚性地面反射增强效应作用范围的判别公式。数值分析所得结果可为结构或构件在刚性地面上发生爆炸时荷载的初步确定提供一定的参考。     

关于工程爆破科技成果申报奖励申请鉴定的函

论述了爆炸焊接对炸药的性能要求和粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用。研究如何优化粉状乳化炸药的配方来达到爆炸复合的需求,并阐述了粉状乳化炸药在爆炸复合市场的应用前景。     

粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用研究

论述了爆炸焊接对炸药的性能要求和粉状乳化炸药在爆炸焊接中的应用。研究如何优化粉状乳化炸药的配方来达到爆炸复合的需求,并阐述了粉状乳化炸药在爆炸复合市场的应用前景。     

基于高速摄像的导爆管传爆过程研究

为进一步研究导爆管的传爆过程,用高速摄像机对导爆管的传爆过程进行研究。对图像进行处理分析,得到导爆管爆轰的成长规律,用智能五段爆速仪对测得的稳定爆速进行验证;对出口冲击波进行分析,得到出口冲击波的传播规律,同时又验证了达到稳定爆速的最短距离。结果表明:爆轰有效反应区长度为13 cm,稳定传爆时导爆管最短约为40 cm,传爆速度为1 750 m/s;爆轰成长过程为先缓慢增长,后高速增长,再缓慢增长至稳定。出口冲击波传播速度是波动的,波速上升是因为发生了口外爆炸。     

混凝土结构烟囱爆破拆除的动力响应特征分析

烟囱定向控制爆破倒塌过程中,爆破作用不仅使爆破位置的结构产生破坏,而且爆破产生的应力波对上部结构产生很大的作用,为了探讨其产生的原因,利用运动行波的运动方程,求解不同起爆条件下行波的运动规律,以及不同时刻爆炸应力波在烟囱中产生的应力作用行为和结构质点位移,发现了最大拉应力、结构质点位移可能出现的时刻和位置,并拟合绘制出了最大拉应力、质点位移的分布曲线。对高100m混凝土结构烟囱的爆炸作用进行计算分析,认为烟囱定向控制爆破的起爆宜采用低段别、短延期时差的起爆网路。     

Numerical study on hypervelocity acceleration of flyer plates by overdriven detonation of high explosive

In most applications of explosives to flyer acceleration, the detonation of explosives is usually regarded as a steadily progressing wave phenomenon in which the pressure of the detonation products immediately behind the wave front is characterized by the so-called Chapman-Jouguet (C-J) pressure value. This type of detonation is therefore routinely referred to as the C-J detonation behavior and the detonation products start to expand from this C-J state to accelerate the flyer plate to a high velocity status. Overdriven detonation, however, is a detonation process that can provide a higher or much higher pressure than does the C-J detonation. Taking use of the detonation products from the overdriven detonation to push the plate may lead the plate to reach a hypervelocity status not achievable by means of the usual explosive acceleration techniques. This paper presents a numerical study on two acceleration systems for hypervelocity acceleration of plates by the application of overdriven detonation of explosives. The first acceleration system is the so-called planar acceleration system, which some researchers also call as the multi-stage launcher system. The other acceleration system is the improved technique that is named as the converging tunnel acceleration system. The numerical method used for the study mainly follows the formulation of HEMP computer code. Through numerical study, it is found that both systems can give an obvious improvement on the ability to hypervelocity acceleration of plates. Moreover, the comparison of two acceleration systems shows that the converging tunnel system has more superiority over the planar acceleration system for hypervelocity acceleration of plates.     

AN INVESTIGATION INTO THE EXPLOSIVE PERFORATION OF MILD STEEL SHEET

Experiments are described in which mild steel plates of 1/10; in. thickness were set on hardened and ground flat steel dies having central square-shouldered round holes, of diameter ranging from 1/10; to 1£ in., and subjected to the shock wave resulting from the detonation of an underwater high explosive charge. Graphical results are presented showing the variation of the deformation of the plates due to cupping and to shear, with increasing charge size, and with varying hole diameter.

Results from records of the pressure wave arising from the detonation of the charge are provided, and attempts are made to correlate these with the predictions of established empirical formulae.     

断药导爆管传爆过程的高速摄影试验研究

通过对16 cm断药导爆管传爆过程的高速摄影试验的观察和分析,研究了断药的规整导爆管在传爆过程中爆轰波的传播特征,并得到规整导爆管存在断药时的传爆速度随时间变化的规律.     

两种介质中爆轰波和冲击波连续测量技术研究

通过自制的有机玻璃压导探针,对炸药、有机玻璃和水中的爆轰波和冲击波进行连续测量,得到了爆轰波和冲击波的时间历程演化曲线。由此计算出炸药爆速、有机玻璃和水中冲击波速度随时间的变化曲线;再由有机玻璃和水的冲击雨果尼奥关系式和动量定理,计算得到了炸药爆压、有机玻璃和水近场冲击波速度、压力变化曲线。结果表明:理论计算结果与有机玻璃和水的冲击波和炸药爆压试验结果基本吻合,能够准确反映冲击波在有机玻璃和水中的衰减规律。     

Formation of an overdriven detonation wave in the flow of methane–oxygen mixtures in a variable cross section channel

The formation of an overdriven detonation wave in methane-oxygen mixtures in an axially symmetrical channel with a variable cross section was experimentally investigated. The ignition of gas mixture was carried out using the spark gap, located at the closed end of the channel. To create the overcompressed shock detonation wave, the decay of the stationary detonation wave was performed at the transition to the channel of a larger cross section. The created complex of shock wave and flame front, moving behind it, propagated in a channel with conical narrowing. The formation of the overdriven detonation wave, with parameters exceeding the parameters of Chapman–Jouguet stationary detonation by a few times, was registered at the outlet of conical narrowing. The rates and pressures on the front of the detonation wave were determined, depending on the mixture composition. The sizes of detonation cells, diagrams of compression waves propagation, flame front, and detonation wave in a combustion chamber, depending on the mixture composition, were presented.     

柱状炸药水下冲击波连续测量研究

通过自制的压导探针,对柱状装药水下爆炸过程进行连续测量,获得了柱状炸药的爆轰波和水下近场冲击波头的时间历程演化曲线。由此计算出柱状炸药的爆速、水的冲击波速度随时间的变化曲线;进一步由水的冲击雨果尼奥关系式和界面压力、速度连续方程,计算得到了炸药爆压、水下近场冲击波超压变化曲线。结果表明,水下爆炸近场的冲击波速度近似以指数形式衰减,最初阶段衰减很快,随时间推移,衰减越来越慢,最终水中冲击波速度趋于声速。近场冲击波超压的衰减形式与冲击波速度的衰减形式相似。     

近地面云雾爆轰超压场的数值模拟及其毁伤效应

采用爆炸动力学程序Object-MMIC数值模拟了FAE爆炸超压场的时空分布,分析了针对有生力量的冲击波毁伤半径及面积的变化规律。研究表明:云爆超压场可分为三个区,由爆炸中心向外分别为云雾爆轰直接作用区、爆轰产物和冲击波联合作用区及冲击波作用区;云爆冲击波的毁伤面积随固定云爆体积内总能量线性增加。     

Bonding Interface of W-CuCrZr Explosively Welded Composite Plates for Plasma Facing Components

In order to realize the effective jointing of tungsten and Cu Cr Zr alloys manufactured for plasma facing components（PFCs）, explosive welding is employed for its some unique advantages. Different welding characteristics were investigated in this study. The interfacial waveform of the welded plates changed periodically from flat-wavelet to a large wave and finally to a stable wave, which began with the detonation point. The bonding strength of the specimens is higher than 32.9 MPa. Welding hardening and the formation of microcracks occurred at the interface zone. The results demonstrate that the joining reliabilities need to be improved in order to meet the need of applications involving the use of explosive welding to fabricate tungsten-based PFCs.