圆柱壳结构水下爆炸冲击波毁伤的吸收冲量准则

为了准确评估水下爆炸冲击波对圆柱壳结构造成的破坏程度，考虑了冲击波与目标耦合过程中的冲量传递效率因素，给出了球面冲击波作用下圆柱壳吸收冲量的积分计算方法，并提出用其作为圆柱壳结构的毁伤准则威力参量。为了避免工程计算困难的问题，进一步给出了无需积分计算的近似简化算法。借助相关文献数据，对比分析了准则的准确度与适用性。结果表明，相对于冲击波峰压准则、比冲量准则以及能流密度准则，吸收冲量准则可以更准确地对比圆柱壳目标在不同工况下的毁伤效果，与圆柱壳结构毁伤程度具有更强的相关性，均方误差比其他准则降低76%以上；吸收冲量准则的简化计算方法可以准确逼近积分方法的结果，以文中工况为例，相对误差均在0.9%以内。所提出的毁伤准则具有良好的准确度和适用性，为准确评估水下爆炸冲击波对圆柱壳结构的毁伤效果提供了新的支撑。     

水中爆炸作用机理及毁伤效应研究综述

为深入揭示水中爆炸的作用机理及毁伤效应特性,从不同炸药水中爆炸机理、水中爆炸冲击波传播、水中爆炸气泡脉动、水中爆炸结构破坏效应与动态响应、水中爆炸测试试验技术、水中爆炸数值模拟与毁伤评估等6个方面,综述了国内外对水中爆炸作用机理及毁伤效应的研究进展。提出急需解决的关键技术问题为:非理想炸药水中爆炸能量释放与传播、冲击波/气泡耦合作用对结构的毁伤、水中爆炸结构毁伤评估方法、水中爆炸多尺度模拟技术等。附参考文献86篇。     

温压药剂的热毁伤研究

运用红外热成像仪分别测量了不同质量的温压药剂和TNT爆炸火球的表面温度.根据实测结果分析了温度场的分布情况,并拟合出温压药剂爆炸火球的直径、持续时间与装药量的关系式.依据炸药的爆炸特性,确定了热毁伤准则,结合Baker火球模型,对温压药剂和TNT爆炸产生的不同程度的热毁伤半径进行了计算.结果表明,温压药剂具有较好的热毁伤效应,用作用区面积评价法可获得温压药剂的TNT当量比为3.89.     

炸药水中爆炸规律的研究进展

通过对比炸药空中爆炸的特性,阐述了水中爆炸的显著特点,分析和总结了炸药水中爆炸规律的研究现状,包括水中爆炸冲击波理论研究、气泡脉动和目标对炸药水中爆炸的动态响应等,并根据已有的研究现状,提出了目前炸药水中爆炸机理的两大类研究热点和发展培势,即应重点进行炸药水中爆炸毁伤作用及水中爆炸载荷的能量输出结构研究,深入研究目标对于炸药水中爆炸近场能量输出结构的动态响应过程。附参考文献31篇。     

WRe5/26热电偶对爆炸产物的热响应分析

为研究炸药爆炸产物的热毁伤作用,根据塞贝克(Seebeck)效应和传热学原理,利用WRe5/26热电偶对TNT爆炸产物进行了温度响应测试,包括自由场实验和半密闭空间实验,获得了相应的温度曲线,分析了影响热电偶响应的因素.结果表明,WRe5/26热电偶能够反映爆炸产物的热输出特性,热电偶的指示温度与爆炸产物温度之间存在迟滞,热流密度是评价热毁伤威力的重要参数.     

炸药空中与水中爆炸冲击波超压的换算关系

通过经验公式分析及模拟实验研究,对炸药装药空中与水中爆炸产生的冲击波超压换算关系进行了研究.结果表明,当比例距离r=R/W1/3的取值范围在1.5～2.5时,炸药装药空中与水中爆炸冲击波超压有定量的换算关系,并拟合出确定的换算公式.通过理论和经验数据分析,得出其他装药水中冲击波超压TNT当量的换算方法,冲击波参数TNT当量应根据炸药水中爆炸的冲击波能进行换算.通过对比证明,根据冲击波参数TNT当量修正后的经验公式计算结果精度可以满足工程设计使用.     

低附带毁伤弹药爆炸威力的理论分析与试验研究

为适应现代反恐作战的需求,提出了一种新型低附带毁伤弹药,根据爆炸力学相关理论建立了杀伤元抛撒速度与复合材料外壳、装药三者之间的关系模型.通过静爆试验,利用压力传感器测试出3种不同装药爆炸后的超压曲线.结果表明,从压力曲线来看复合材料外壳装药与纯炸药、发泡塑料外壳装药爆炸产生的冲击波超压曲线不同,正压作用时间长.最后得出,与传统杀爆弹相比低附带毁伤弹的杀伤区域较小,而在较小的杀伤区域内杀伤效应更强.     

真空条件下炸药爆炸特性试验研究

为了对比分析公斤级炸药在常压及真空环境下的内爆威力,以JO-8炸药为研究对象,在真空爆炸罐内进行了常压和真空条件下的内爆威力试验,分析了炸药在不同条件下的内爆威力。结果表明,真空条件下,正对爆炸产物传播方向所测壁面反射压峰值、准静态压力峰值分别是侧向的1.12倍及1.67倍,且正对爆炸产物传播方向的效应靶变形也远高于侧向效应靶变形,证明爆炸产物在真空环境下的传播具有明显的方向性;常压下所测壁面反射压峰值、准静态压力峰值分别是真空条件下的1.74倍及5.17倍,且效应靶变形情况相对于真空条件下也更为严重,证明炸药在常压条件下比真空条件下具有更强的毁伤威力,这是由于真空环境下缺少空气介质造成的。     

固支矩形钢板近距爆炸的毁伤特性

为掌握金属平板结构在近距爆炸载荷下的毁伤特性,以四边固支矩形钢板为对象,开展了柱形TNT装药近距爆炸毁伤试验,根据试验结果划分了钢板的3种毁伤模式:塑性大变形毁伤、临界起裂毁伤和花瓣状破口毁伤,建立了不同毁伤模式下的理论计算和数值模型,并分析了药量、爆距及钢板厚度对其近距爆炸毁伤特性的影响。结果表明,钢板的塑性最大变形随装药质量增加而增加,随爆距增加而减小;钢板的临界起裂毁伤形式为平行于长边的Ⅰ字形裂纹;爆距保持不变时,钢板的最大破口毁伤直径与药量为正相关,2000g药量时的最大破口直径为1000g药量时的1.18倍;相同药量时,随着爆距的增加,钢板最大破口直径呈先增大后减小的趋势,药量为500g和1000g时,最佳毁伤爆距分别为4cm和5cm。     

基于钽球缺药型罩的多模式毁伤元成型规律

为研究钽球缺药型罩毁伤元成型规律,通过爆轰波碰撞理论和马赫高度计算模型分析了起爆半径对毁伤元成型的马赫超压和马赫高度的影响;利用LS-DYNA有限元程序研究了钽球缺药型罩结构参数(内曲率半径、外曲率半径、罩壁厚)对毁伤元成型的影响。结果表明,中心单点起爆可以形成EFP,环起爆半径为0.8倍装药半径可形成杆式EFP;毁伤元速度和密实度与药型罩内曲率半径呈正相关,与药型罩外曲率半径和药型罩壁厚呈负相关,毁伤元长径比与药型罩内外曲率半径以及壁厚呈负相关;在药型罩内曲率半径R1和外曲率半径R2关系为1.04相似文献   

基于顶盖举起试验的炸药内爆炸性能评估

为了评估炸药在密闭/半密闭结构内的爆炸性能,通过自建的顶盖举起试验装置对5种典型炸药装药进行了内爆炸试验,利用冲击波超压和顶盖的举起位移评估了其内爆炸威力。结果表明,冲击波超压高的炸药,内爆炸性能不一定好,炸药的空中爆炸性能与内爆炸性能具有显著的差异;顶盖举起最大位移与炸药的非同步自氧化燃烧热具有线性关系,关系式为xmax=17.717ΔHas-5.322,相关系数R2=0.991 7;内爆类炸药应具有高燃烧热、高非同步自氧化燃烧热和适中的爆速。     

不同壳体装药爆炸威力的数值模拟及试验研究

为研究装药壳体材料对爆炸威力的影响,对不同壳体装药在空气和混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了数值模拟及试验研究.结果表明,在相同的装药情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对D6A钢壳体装药的高.因碳纤维复合材料壳体装药爆炸时不产生破片,所以对远距离目标不造成破坏,而D6A钢壳体装药爆炸时产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.从混凝土靶的爆炸破坏效应来看,碳纤维复合材料壳体装药在阻抗匹配方面要比D6A钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.在同样装药的情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于D6A钢壳体装药.静爆试验证明了数值计算与试验结果相一致.     

含铝炸药水中爆炸能量输出结构

通过测定、计算、分析不同类型炸药水中爆炸能量输出参数，揭示了不同类型炸药在水中爆炸能量输出特性，分析了高威力含铝炸药组成铝氧比对水中爆炸能量输出结构的影响。研究结果表明，在一定的对比距离上，当铝氧比为0．35—0．40时，水中爆炸冲击波能达到最高；当铝氧比增大到1．00时，其水中爆炸的气泡能接近最大值。这种方法可使水中爆炸装置能量输出结构与爆炸目标的易损性相匹配，借以提高温炸毁伤效果。     

有限空间炸药装药内爆炸威力的评估方法综述

通过分析有限空间内爆炸过程和能量释放特点以及自由场与有限空间内爆炸的能量输出特性,讨论了冲击波压力-冲量、屋顶举起位移、准静态压力和冲量-准静态压力4种内爆炸威力评估方法的适用性,提出应当使用冲击波峰值压力和冲量评估炸药爆轰释放的能量、准静态压力评估炸药内爆炸释放的总能量、屋顶举起位移和冲量-准静态压力权衡的方法评估炸药内爆炸的综合威力性能。附参考文献27篇。     

周向MLEFP成型过程的数值计算

为提高周向多线性爆炸成型弹丸的毁伤性能,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对周向MLEFP成型过程进行计算。通过对成型后LEFP性能的统计分析,得出装药长径比对周向MLEFP成型性能的影响规律。结果表明,在爆炸载荷作用下,周向MLEFP装药结构能够在四个方向上形成具有一定速度和长度的线性爆炸成型弹丸,可以实现从四周进行近距离拦截和引爆来袭导弹、毁伤轻型装甲目标的目的;当装药长径比取1.0≤L/D≤1.5时,形成的LEFP速度高,密实度好,集群毁伤效能好。     

破片对巡航导弹燃油舱冲击引燃的实验研究

为提高导弹对抗生存能力和拦截弹药摧毁来袭导弹的毁伤概率,以巡航导弹燃油舱为研究对象进行了巡航导弹的易损性和毁伤效应研究。利用弹道枪加速发射钢球破片,以不同入射角对加热至75℃的模拟巡航导弹燃油舱等效靶进行了冲击引燃毁伤作用实验,研究了模拟巡航导弹燃油舱在不同打击条件下的毁伤模式,分析了其毁伤机理,给出了模拟巡航导弹燃油舱在不同打击条件下的冲击引燃判据。结果表明,燃油舱温度升高会使其冲击引燃所要求的破片着靶比冲量增大;当破片入射角度大于30°时,燃油舱冲击引燃所需破片的着靶比冲量随破片入射角度的增大而减小。     

复合药型罩EFP的形成及数值模拟

设计了两种可形成复合EFP的复合药型罩装药结构,即内层等壁厚、外层变壁厚以及内层变壁厚、外层等壁厚的复合药型罩。通过数值模拟及破甲毁伤实验,对复合EFP的形成和透靶毁伤效果进行了研究。结果表明,两种装药结构都可以形成复合EFP。与内层等壁厚、外层变壁厚组成的复合药型罩相比,内层变壁厚、外层等壁厚形成的药型罩效果更好,其后效毁伤区域更大。与单层EFP相比,复合药型罩形成的EFP对目标的毁伤后效效果更好。     

铝粉含量对梯铝炸药爆压和冲击波参数的影响

测试了以TNT为基不同含量含铝炸药的爆压和空中爆炸冲击波参数,通过分析铝粉对炸药爆压、空中爆炸参数和爆炸冲击波超压的影响,建立了爆压与铝氧比的关系曲线、5种TNT基含铝炸药的冲击波相似律方程和TNT/Al炸药的爆压与空中爆炸冲击波超压的关系式.结果表明,随着铝粉含量的增加,炸药的爆压呈指数衰减,近距离的冲击波超压也快速减小,但爆炸场温度和爆炸火球的直径及持续时间会增大.     

含铝炸药与理想炸药能量输出结构的数值模拟

采用AUTODYN计算软件,对含铝炸药与理想炸药水中爆炸能量输出结构进行了数值模拟,讨论了人工黏性对计算结果的影响,对冲击波压力历程进行了对比分析.结果表明,含铝炸药PBXN-105水中爆炸时由于铝粉的二次燃烧放热,能够在较远距离处保持较大的冲击波能,作功能力高于理想炸药PBX9010.含铝炸药水中爆炸能量输出结构的数值模拟可以为炸药的配方设计提供一定的依据.     

炸药爆炸能量的水中测试与分析

介绍了炸药爆炸能量的水中测试方法,对TNT和3种新设计的含铝炸药进行了水中爆炸的实验研究,比较了各炸药的爆炸性能.结果表明,发现冲击波峰值超压、冲量和冲击波能流密度等参数较好地符合爆炸相似律,得到了新配方各参数的爆炸相似律系数.计算了炸药的冲击波能和气泡能,并提出了计算爆炸总能量的方法.把实验测得的炸药的总能量与KHTR程序计算的爆热进行对比,二者符合得较好,说明了KHTR程序可用.