线型聚能切割器水下切割钢板性能的数值模拟研究

借助ANSYS/LS-DYNA软件对线型聚能切割器水下切割钢板性能的影响因素进行了数值模拟研究.重点分析了水介质、有无药型罩和带有空气槽对射流侵彻靶板的特性影响.结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能;带有空气槽的切割器可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;通过对无药型罩切割器水下切割钢板的数值计算,得到的钢板侵彻深度可达15.3 mm,相比有药型罩时,无药型罩的切割深度有了很大提高,侵彻深度大约是有药型罩的3倍,接近空气中线型聚能切割器对钢板的切割深度17.2 mm.  

线型聚能切割器结构参数优化设计及应用

针对钢结构目标,优化设计了一种组合式的爆炸切割装置,此装置可以实现对钢结构目标的快速高效切割.以线型聚能装药为研究对象,采用正交优化设计方法,对线型聚能切割器的药型罩壁厚、顶角、口径、炸高等主要结构参数进行优化设计,并确定了最优线型聚能装药结构.采用该结构参数的线型聚能切割器,能够对典型钢结构目标进行有效切割.  

基于超材料设计的钡铁氧体吸波涂层研究

本工作设计了一种基于超材料结构的钡铁氧体吸波涂层,分析了超材料的结构设计对钡铁氧体涂层吸波性能的影响,并对涂层的吸波机理进行了研究和讨论。通过仿真发现,钡铁氧体涂层经超材料设计改进后,吸波性能得到大幅增强,改进后的钡铁氧体涂层存在最佳的匹配厚度2.5mm和电阻膜方块电阻值70Ω/,此时涂层的吸收带宽最大,并存在两个吸收峰,在8～18GHz频段内反射损耗都小于-10dB。钡铁氧体通过超材料设计改进后,吸波性能得到极大改善。  

同步热分析法研究超级铝热剂Al/MnO_2的热安定性

为研究超级铝热剂Al/MnO_2的热安定性,利用水热法制备纳米级MnO_2,采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al粉的氧化层厚度进行表征,计算出Al粉中纯Al的质量分数,从而确定更优配比.采用超声共混法制备得到超级铝热剂Al/MnO_2,利用X射线衍射技术(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对超级铝热剂Al/MnO_2的晶型和形貌进行表征,采用热重-差示扫描同步热分析技术(TG-DSC)在不同升温速率条件下研究了超级铝热剂Al/MnO_2的非等温热行为,通过微分Kissinger法和积分Ozawa法计算样品的活化能,对活化能计算结果进行对比.结果表明:水热法制备得到的纳米级MnO_2呈短棒状,晶型为α型,球状Al粉氧化层厚度约5 nm,纯Al质量分数约64.5%,超级铝热剂Al/MnO_2铝热反应的温度区间为540～570℃,放热量约930 J/g;利用Kissinger法和Ozawa法拟合相关性较高,计算得到的活化能分别为429.1和421.9 kJ/mol.两种方法计算得到的活化能结果相近且数值较高,表明超级铝热剂Al/MnO_2具有较好的热安定性,安全性能良好.  

爆破拆除塌落振动对浅埋金属管道动态响应的相似性研究

针对爆破拆除塌落振动以及浅埋金属管道的动力学响应,为了从理论上阐明模型试验的合理性及可行性,首先依据π定理推导出了考虑重力效应的离心相似律,并从能量守恒角度推导出在重力场不变情况下的相似律。利用ANSYS/LS-DYNA对重物塌落冲击地面对埋地管道的动力学响应进行数值模拟,分别针对原型和1/2、1/10两种尺寸缩比模型进行建模,然后对三种数值模型中质点振动速度、加速度以及管道应力进行对比分析,得到在两种相似律指导下,缩比模型中土体的动力学参数是完全符合相似关系的结论。金属管道的动态响应总体符合相似关系,但略有误差,相似律总体来说都是合理正确的。  

高能燃烧剂销毁金属壳体装药的安全压力计算

为防止采用高能燃烧剂销毁带金属壳体的装药时发生燃烧转爆轰的现象,分析了装药燃烧转爆轰的机理,研究了装药燃烧时的壳体内部的压力变化情况,结合气体动力学压力关系式,推导了稳定燃烧时的压力计算表达式;以某型防坦克地雷为研究对象,计算了燃烧时的平衡压力,并结合试验分析了开孔直径与压力的变化关系。结果表明:燃烧产物质量生成速率曲线与产物排出速率曲线存在交点时,装药能够维持稳定燃烧,否则极易发生燃烧转爆轰现象。  

RDX/Al/AP/HTPB炸药回收过程中AP提取工艺的响应面法优化

为了回收RDX/Al/AP/HTPB炸药中的高氯酸铵(AP),通过Design Expert 8.0软件进行了响应面实验设计,得出了该工艺的提取率模型,研究了提取时间、超声功率、表面活性剂质量分数等因素对AP提取过程的影响。分析数据得出AP提取工艺的最佳参数,并对其进行了实验验证。结果表明,二次回归模型的拟合方程为:Y=89.82+3.10A+2.65B+0.33C-0.25AB-0.45AC-0.15BC-0.06A2-1.31B2-0.26C2。各因素对提取率的影响程度由大到小为:提取时间、超声功率、表面活性剂质量分数。优化的工艺参数为:提取时间44 min,超声功率960W,表面活性剂质量分数1.7%,此时AP的提取率达90%以上。  

乳化炸药线型切割器对薄壳弹药销毁效果的数值模拟研究

针对目前的弹药销毁状况,为了减轻直接爆破的环境压力,利用理论分析及数值模拟的方法,首先对设计的简易乳化炸药线型切割器的药型罩材料进行确定,数值模拟表明:铝质药型罩所形成的射流侵彻能力要比紫铜材质的提高28%,而后利用ANSYS数值模拟得出该切割器最佳炸高为15 mm。最后对乳化炸药线型切割器切割薄壳弹药的过程进行数值模拟,证明该切割器可以达到切去弹药外壳而不产生剧烈爆轰及高速破片的效果。  

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。  

基于小波包变换的爆破地震反应谱分析

爆破地震反应谱理论能够反映爆破振动作用下结构体的动态响应。选取某项目模型试验测试得到的爆破振动加速度信号为研究对象,采用小波包分析方法将振动信号进行分解和重构,得到爆破振动信号的频谱、时频和能量特性。结合反应谱理论得到各节点小波包重构系数的反应谱曲线,反应谱曲线峰值对应的频率与该节点重构小波包系数主频基本一致。当节点频率增大时,反应谱曲线峰值有增大的趋势,且峰值上升和下降部分由缓变陡。将小波包分析方法和地震反应谱理论结合起来,能够得到爆破振动的精细反应谱,为抗爆破振动设计提供了一种新思路。