药型罩锥角对线性聚能装药切割性能的影响

利用TG与LS-DYNA软件对不同锥角下的线性聚能装药切割钢靶进行数值模拟,并与试验作对比。结果表明药型罩锥角为80°的聚能装药切割器具有更好的切割性能,其切割深度和最大开口宽度达到最大值,数值模拟结果与试验结果吻合较好。本研究为线性聚能装药切割器的药型罩锥角设计提供一定的参考。     

被覆水对聚能爆破切割器切割效果的影响

为解决普通聚能爆破切割器在爆破切割砖墙、防盗门、车辆箱体等过程中,因聚酯橡胶被覆层燃烧后产生有害气体多、灰尘大、噪声大、爆破作业所需安全半径大等突出问题,将被覆层改造为纤维布水袋。为分析被覆水对爆破切割效果的影响,利用LS-DYNA仿真软件,建立无被覆水和有被覆水聚能爆破切割器的二维有限元模型,对其爆破后金属射流的速度和动能进行对比。仿真结果和靶场实爆试验表明:在装药量相同时,被覆水不仅可有效地降低灰尘、减少有害气体和噪声,而且能有效提高金属射流速度、降低金属罩的动能。     

线性聚能切割器的设计计算

提供了一套线性聚能装药侵彻深度计算公式及线性聚能切割器设计参数计算方法.     

水下聚能爆破技术研究

利用数值模拟研究水下聚能爆破破碎珊瑚礁的过程,通过分析聚能罩底部压力和不同位置单元速度的变化,对水下聚能爆破的作用机理进行了分析。进行了多组现场试验,通过对试验结果分析,描述了水下聚能爆破破碎珊瑚礁所形成爆坑的特点,包括爆坑的形状、深度和直径。通过对比数值模拟和现场试验结果,分析了造成数值模拟和试验结果出现误差的原因,并提出了改进的措施。研究结果表明,数值模拟研究水下聚能爆破是可行的,海水深度对水下聚能爆破效果有一定的影响。     

线型聚能切割器装药线密度测量精确化研究

针对某型客机服务舱门开启精确爆破实验中出现的线型聚能切割器切割失败故障,建立了故障归零分析流程,发现故障原因为切割器装药线密度的不均匀性偏差过大.进一步分析表明,以往的切割器线密度测试方法不能准确反映线密度不均匀性偏差过大问题,并提出了改进的测量方法.经实验证明,改进的测量方法提高了线型聚能切割器质量验收的精确化水平,消除了切割失败故障.     

聚能杆式射流侵彻混凝土和岩石靶体试验与数值模拟

为研究聚能杆式射流成型及其对混凝土和岩石靶体的侵彻破坏特性，分别开展了大隔板聚能装药射流成型X光试验及侵彻混凝土和岩石靶试验。同时，利用ANSYS/AUTODYN有限元软件，针对大隔板聚能装药爆轰波演化过程、杆式射流成型及侵彻混凝土和岩石过程进行了数值模拟，结合试验结果分析了聚能杆式射流对混凝土和岩石靶体的侵彻毁伤特性。研究结果表明：大隔板聚能装药炸药采用Lee-Tarver状态方程能够较为准确的描述爆轰波的传播过程，射流参数（侵彻体长度、射流长度、射流头部速度和射流直径）与试验相比最大误差为12.8%。大隔板聚能装药起爆后可形成大长径比的杆式射流，侵彻后的混凝土和岩石靶中均有明显的开坑区，但侵彻混凝土过程中扩孔作用不明显。其中，侵彻试验中混凝土靶形成的侵彻深度和侵彻孔径相较于岩石靶分别提高了46.7%和48.1%，而岩石靶表面破坏程度和开坑区域均大于混凝土靶。与混凝土靶相比，由于射流侵彻岩石靶过程中裂纹的不断扩展，形成的裂纹长度和宽度均大于混凝土靶，因此靶体损伤范围较大，内部破坏严重。     

炸高对线型聚能切割器切割深度影响的数值分析

根据聚能装药射流形成和断裂原理,使用autodyn2d对线型聚能切割器侵彻靶板的物理过程进行了数值仿真.针对不同炸高的4组模犁,详细讨论了炸高对射流侵彻能力的影响.研究结果表明:小炸高下,影响射流侵彻能力的主要因素是靶板阻碍了药型罩后部的压垮;大炸高下,射流与靶板的作用存在着二次侵彻的现象,具体侵彻效果与炸高有关.从工程目的出发,可以选取射流头部第2次断裂时所处的位置为有利炸高.     

柔性线型聚能切割器的应用研究

从聚能射流形成及侵彻理论出发,总结了影响聚能射流穿深的因素,根据这些因素的分析及工程实际条件,设计并制造了一种铅质外壳柔性线型聚能切割器,对10 mm厚的45′钢板和斜支撑上截取的钢板进行聚能切割实验,发现线密度为158 9·m-1,炸高为2.4 mm的柔性线型聚能切割器完全贯穿45#钢板和斜支撑上截取的钢板;把此种柔...     

表层套管用外切割器的数值模拟及试验研究

针对报废油水井内油层套管和表层套管的回收打捞处理需求，设计了一种用于切割表层套管的外切割器。采用ANSYS/AUTODYN软件对设计的切割器装药结构进行了数值模拟计算，并开展了切割器地面原理试验及模拟井下环境切割试验研究。结果表明：设计的聚能切割器（药型罩角度85°，罩宽33.9 mm，梯黑40/60熔注型混合装药）对N80钢切割深度可达25mm，不仅完全切断模拟目标表层套管，而且可实现对其周围水泥环的破坏，满足设计需求。本研究为解决报废井表层套管回收打捞处理提供了一种有效的技术手段。     

小型聚能装药对砖墙的毁伤研究

通过理论分析与试验,研究了小型聚能装药近距离爆炸对砖墙的毁伤效果。结果表明:当小型聚能装药在砖墙近距离爆炸时,其毁伤效果主要体现在射流的开孔作用上,但随着装药与砖墙间距离的减小,爆破作用产生的毁伤效果明显增强,因此在研究时必须考虑爆破的毁伤作用。     

炮孔装药量与炮孔间距关系的研究

为了有效解决炮孔间距与炮孔用药量之间的合理性问题,运用爆炸力学理论和岩石力学理论,初步分析爆炸应力在岩体中产生破裂区的机制,并计算了炮孔中不耦合装药起爆后岩体中粉碎区和裂隙区的范围,建立了爆炸应力与裂缝区大小之间的关系,从理论上解决了炮孔装药量与炮孔间距之间的相互合理性问题。现场试验表明,对于一个掘进循环,炸药成本共减少约了17.8%;循环进尺增加了0.2 m;周边炮孔眼痕率超过92%;巷道成形质量好,不平整度下降到100 mm以内;取得了大块率小、巷道成型好、施工快的理想效果,既保证了工程质量,又降低了成本。     

高应变率加载下金属柱壳断裂的实验研究

针对高应变率加载下金属柱壳复杂动力学响应,采用高速分幅相机和多普勒探测系统阵列联合测试了钛合金柱壳在内置炸药加载下膨胀、断裂直至整体破碎的表面动态图像和局部区域的速度历史剖面。通过对比分析估算了表面裂纹萌生及爆轰产物泄露时刻的工程应变,观察表面断裂模式并获得裂纹萌生扩展与速度剖面的关联;并从回收破片断口形貌确定柱壳整体失效的断裂特征。     

发射装药发射安全性评估方法

为解决高性能火炮发射装药发射安全性问题,对发射装药发射安全性评估方法进行研究。揭示了发射装药引起膛炸的机理,建立了发射装药燃烧与力学环境试验方法、发射装药动态挤压破碎试验方法、发射装药动态活度试验方法,并提出了发射装药发射安全性评估方法。该方法为科学评估发射装药发射安全性提供了理论依据与技术手段。     

半穿甲弹丸在复合靶中爆炸破坏效应的实验研究

实验测试了半穿甲弹丸在混凝土面层和沥青混凝土面层的多层复合靶中的爆炸深度及爆炸后形成的弹坑面积和体积;对多层复合靶中弹坑的形成机理和复合介质的爆炸破坏机理进行了探讨。结果表明,弹丸在混凝土面层的多层复合靶中爆炸后,其混凝土面层上先出现径向裂纹,后出现环向裂纹,环向裂纹与径向裂纹贯穿形成破碎区,并且径向裂纹的范围更大;混凝土面层靶的炸深比沥青混凝土面层靶的炸深浅,在药量相同情况下,沥青混凝土面层复合靶中爆炸形成最大弹坑体积和弹坑截面积均比混凝土面层复合靶中的大。     

残余压应力与表面断裂韧度关系研究

研究了镍离子注入Ａｌ２Ｏ３陶瓷表面引起的残余压应力和表面断裂韧度的变化，并根据压痕裂纹的断裂力学原理，给出了初步的力学解释。结果表明，二者具有一致的变化规律。     

装甲车体疲劳裂纹扩展寿命预测方法研究

以多体动力学和线弹性断裂力学为理论基础,基于虚拟样机技术,通过建立履带式装甲车辆的刚柔耦合模型并对其进行虚拟试验测试,获得车体薄弱部位的应力谱数据;结合裂纹形状尺寸及材料的断裂特性,预测出了车体裂纹从初始长度扩展至一定长度所经历的寿命里程,从而提出了一种比较实用的预测装甲车体疲劳裂纹扩展寿命的技术方法。     

炮管自紧加压时的弹塑性断裂力学分析

本文根据塑性力学增量理论,用非线性有限元法,计算了炮管弹塑性断裂力学参量J积分,通过实验测定的炮管用钢的J_R阻力曲线,按照弹塑性断裂力学J积分准则,分析了炮管在自紧加压时裂纹的启裂和失稳扩展规律,确定了炮管在自紧时初始裂纹尺寸和自紧度的关系。本文的研究对石油化工用高压圆筒容器和管道自增强时的安全分析也是适用的。     

基于小波变换的混凝土压缩损伤模式识别

为了实时获取混凝土中微裂纹扩展演化的物理信息,对实验采集的每一个声发射信号作小波变换,识别出3种典型模式的声发射信号;根据声发射信号的事件密度变化规律和脆性材料断裂理论,将混凝土压缩破坏过程分为微孔洞压缩闭合、裂纹萌生、裂纹生长和裂纹汇合4个阶段。根据混凝土材料中声发射信号频率与裂纹源尺寸呈反比例关系以及声发射信号在4个破坏阶段中的分布特征,将3种模式的声发射信号分别对应于裂纹萌生、裂纹生长和微孔洞压缩闭合、裂纹汇合。实验结果表明,裂纹萌生、裂纹生长和微孔洞压缩闭合、裂纹汇合对应的声发射信号的上升时间依次增长、频率逐渐降低,与应变能释放理论相符合。     

LEFP对带壳装药冲击起爆过程的数值模拟与试验

利用圆缺型药型罩形成线性爆炸成型侵彻体(LEFP),研究其对带壳装药战斗部的冲击起爆特性。采用端点起爆方式形成LEFP对直径82mm的聚能战斗部进行动态拦截撞击试验。利用高速摄影观察到战斗部结构失效的过程。采用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,建立LEFP冲击起爆带壳装药的数值仿真模型。对LEFP的成型过程、不同炸高以及不同起爆方式条件下拦截撞击带壳装药的过程进行仿真分析。结果表明,测得带壳装药均被引爆,中心线起爆的炸药平均压力峰值为端点起爆的1.17倍。LEFP具有作为装甲车辆主动防护系统或其他防空反导技术毁伤元的可行性。