常温下钝感炸药爆轰波传播的曲率效应研究

钝感炸药爆轰波的传播与波阵面当地平均曲率密切相关，为研究这种爆轰波传播的非理想行为，本文通过光电联合测试方法测量了常温下Φ0mm、Φ12．5mm、Φ15mm和Φ30mm的钝感药柱的定态爆速和波形，根据拟合的爆轰波形，分析了波阵面法向速度Dn与当地平均曲率X之间的关系。结果表明，定态爆速随药柱直径的增大而增大，当波阵面当地平均曲率κ较小时，法向爆速Dn只与κ有关，而当κ时，法向爆速Dn不仅与当地平均曲率κ有关，而且还与药柱直径有关。     

钝感炸药散心爆轰驱动平板飞片研究

散心爆轰和滑移爆轰驱动规律研究可以获得钝感炸药的反应区和反应产物状态方程的信息.根据特定结构的大板试验研究TATB基钝感炸药和HMX基高聚物粘结炸药散心爆轰驱动平板飞片的运动规律,结合试验数据通过理论分析和数值计算,研究了爆轰产物的JWL状态方程参数.结果表明,随着测点半径的增加,飞层的有效药量则有所加大,表现为测点半...     

高温下TATB基钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应实验研究

为了研究高温环境对钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应的影响,采用高速扫描照相技术及电探针测速技术获取了高温60℃环境下TATB基钝感炸药三种直径药柱爆轰波拟定态爆轰波形状及波速。结果表明,TATB基钝感炸药在高温60℃下的拟定态爆轰波波速随着炸药直径基本呈现线性增长趋势,且相同直径的高温结果均低于常温结果。三种直径TATB基钝感炸药在高温60℃下的拟定态波阵面形状较常温结果更为陡峭。采用遗传算法对三种直径炸药的实验结果进行拟合计算,获得了TATB基钝感炸药高温曲率效应D_n(κ)关系参数。采用DSD(Detonation Shock Dynamics)方法对三种直径炸药的爆轰波非理想传播过程进行了模拟,计算结果与实验结果吻合较好。     

超细钝感HMX小尺寸拐角装药爆轰延迟时间研究

为了研究超细钝感HMX在小尺寸拐角装药条件下的爆轰延迟现象,对影响爆轰延迟时间的因素进行了分析,采用量纲分析法给出了拐角延迟时间的理论表达式;测定了沟槽尺寸为0.8 mm×0.8 mm、0.6 mm×0.6 mm的拐角装药爆轰延迟时间。结果表明,在相同的拐角角度下,d=0.6 mm时拐角装药爆轰延迟时间更长,α=2π/3时还出现熄爆。以理论表达式和测试结果为基础,采用最小二乘法原理得出了待定系数k与m分别为365.8和4.75,得到了拐角延迟时间与拐角角度关系的半经验关系式。     

超细钝感HMX小尺寸弯曲装药爆速亏损研究

为了研究超细化钝感HMX在小尺寸弯曲装药条件下的爆速亏损现象,从理论上推导了爆速亏损与装药曲率半径的关系式,并通过试验分别测定了在沟槽尺寸为0.6 mm×0.6 mm、0.8 mm×0.8 mm时的弯曲装药爆速亏损,利用最小二乘法确定了两种尺寸下爆速亏损与装药曲率半径的半经验关系式分别为D|d=0.6=(D|d=0.6)/(DJ)·(0.753)/(Rd0.6)、 D|d=0.8=(D|d=0.8)/(DJ)·(0.734)/(Rd0.6).研究表明,弯曲装药爆速亏损的经验表达式和半经验表达式能较好地吻合.     

宽温域环境JB-9014炸药爆轰波波阵面曲率效应实验

为了研究宽温域环境对钝感炸药爆轰波波阵面曲率效应的影响,采用高速扫描照相技术及电探针测速技术获取了-55,11 ℃及70 ℃环境下JB-9014炸药三种直径（10,15,30 mm）药柱的拟定态爆轰波波形及波速。结果表明,同一温度下,小直径药柱拟定态爆轰波波速随直径呈上凸型曲线增长,而大直径药柱则呈上凹形曲线增长趋势;同一药柱直径下,JB-9014炸药拟定态爆轰波波速随环境温度的升高呈线性降低趋势,降低斜率与药柱直径相关。当采用多项式对JB-9014炸药爆轰波波速随药柱直径及环境温度的变化规律进行拟合时,拟合结果与实验数据吻合较好。三种直径JB-9014炸药的拟定态爆轰波波阵面形状随环境温度的升高逐渐变得平坦。当采用遗传算法对三种直径药柱的实验结果进行拟合时,获得了JB-9014炸药在宽温域环境下的曲率效应D_n(κ)关系参数。在当地曲率κ<0.16时,D_n(κ)关系曲线随温度的升高而降低,而κ>0.26的结果则相反。当采用爆轰冲击动力学（Detonation Shock Dynamics,DSD）方法对三种直径炸药的爆轰波非理想传播过程进行了计算时,计算结果与实验值吻合较好。     

非理想爆轰波阵面传播的Level Set方法应用研究

为了较精确地对非理想爆轰波的传播进行计算,基于爆轰冲击波动力学(DSD)理论,研究了计算二维贴体坐标系中爆轰波阵面传播问题的Level Set方法。根据Ham ilton-Jacobi方程的Godunov差分格式,提出了非正交的贴体坐标系中Level Set函数方程的差分格式及其相应的数值方法。将Level Set方法应用于自行研制的二维流体动力学程序TDY2D得到编码TDY_DSD,对爆轰波的传播及爆轰驱动的实验模型进行了数值模拟计算,所得的计算值均与实验值符合较好。计算结果表明了TDY_DSD程序的正确性和有效性,具有较高计算精度。     

用连续爆速法测定工业炸药爆速

采用电测法和连续速度探针法分别测量了粉状乳化炸药和乳化炸药的平均爆速和连续爆速.结果表明,粉状乳化炸药在装药密度为850 kg·m-3和820 kg·m-3时,平均爆速分别为4526 m·s-1和4020 m·s-1; 稳定爆轰时连续爆速范围分别为4300～4600 m·s-1和4000～4300 m·s-1.乳化炸药在装药密度为900 kg·m-3和840 kg·m-3时,平均爆速分别为4384 m·s-1和2345 m·s-1; 连续爆速范围分别为3370～4592 m·s-1和2871～3420 m·s-1.显然,平均爆速测试结果与连续爆速的测试结果吻合很好,且连续速度探针法能满足准确测量工业炸药在装药结构中爆速连续变化的要求.     

一种高精度爆速测量方法

为精确测量炸药拟定态爆速,设计了尖形探针和相应的实验测量方法,测量了有机玻璃、不锈钢、铝合金约束下片状TATB为基钝感炸药的拟定态爆速,结果为(7.527±0.017)km.s-1。表明:采用尖形电探针测量钝感炸药爆速的不确定度为19 m.s-1,相对不确定度为0.25%,与洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)精密爆轰物理实验结果相当,为精密爆轰物理实验提供了一种新的爆速测量方法。     

金属爆炸焊接用低爆速膨化铵油炸药实验研究

将膨化硝铵与柴油按94.55.5质量比混制为铵油炸药,并与混合稀释剂按不同质量比混合后,以自然堆积状态和不同的铺设药厚,测量混合炸药爆速和密度.结果显示,当稀释剂含量从20%增加到60%时,混合炸药的爆速(药厚:30 mm)由3100 m·s-1降到2100 m·s-1,炸药的密度也由0.615 g·cm-3增加到0.76 g·cm-3(稀释剂含量: 20%～50%);稀释剂含量为50%的混合炸药,当药厚在25～50 mm范围内时,爆速保持在2300～2360 m·s-1之间.用含35%稀释剂的混合膨化铵油炸药对SS304/16MnR进行的爆炸焊接试验表明,该混合炸药能够用于金属材料的爆炸焊接.     

爆轰快速点火过程的数值仿真与实验研究

为了寻求一种火药装药床的快速点火方式,以满足工程应用对点火时间的需求,设计了爆轰快速点火实验装置并进行了爆轰点火的实验研究。同时结合实验装置的特殊结构,建立了爆轰点火过程的理论计算模型,应用4阶龙格—库塔法编程计算得出一典型装药结构下爆轰点火过程各物理参数的变化规律,主要为点火过程中实验装置内压力变化规律。通过计算结果与实验结果的对比分析,得出爆轰点火可以实现微秒级点火目标的结论,对爆轰快速点火技术在工程上的应用有一定参考价值。     

连续旋转爆轰三维流场的数值模拟

基于带化学反应的三维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟。数值计算采用二阶精度波传播算法和二阶Runge-Kutta时间分步算法。通过数值计算得出爆轰波传播扫描照片,与相关文献中通过高速扫描照相机得到的扫描照片相比符合的很好,并详细描述了连续旋转爆轰波的三维流场及传播特性。数值结果表明,爆轰波能够以旋转方式沿预混气层稳定传播。在侧向稀疏波和前一次爆轰产物的共同影响下,二次爆轰波形成爆轰亏损。     

颗粒状HMX、RDX的燃烧转爆轰实验研究

用盖帽探针和离子探针实验研究了颗粒状HMX、KDX的燃烧转爆轰(DDT)。研究表明炸药的DDT过程复杂，点火方式、DDT管材料、杂质都对这些炸药的DDT有一定的影响。     

装药中的不同间隙对炸药爆轰性能的影响

采用电离法研究了圆环形装药不同间隙以及填充氧化剂胶液后对炸药爆轰性能的影响。实验结果表明：装药轴向间隙对其稳定爆轰影响不明显，填充氧化剂胶液后爆速有所降低；而装药药段长及径向间隙大小明显影响爆轰稳定与否，填充氧化剂胶液后可改变爆轰性能。