复合结构装药爆轰波爆速与曲率关系的数值模拟

为了研究复合结构中爆轰波传播速度和曲率的关系,利用通用有限元程序AUTODYN对钝感复合装药结构单点起爆的爆轰效应进行了数值模拟。分析说明了不同尺寸的装药结构爆速和曲率的对应变化情况,根据曲面爆轰波曲率和爆速的线性近似关系,描述了复合装药药柱的爆速与曲率的关系方程,并拟合得到了相关参数。     

爆轰场强对杆条姿态影响的数值模拟及试验

在圆柱形装药爆轰场强沿轴向分布的基础上,建立了实现沿离散杆长度方向上等爆轰场强加载结构的设计模型.对沿轴向爆轰场强的分布进行了数值计算,并通过试验对数学模型进行了验证.结果表明,在沿离散杆长度方向上加载爆轰场强基本相等.采用等爆轰场强控制的离散杆战斗部,杆条并未发生弯曲,而且旋转和飞散姿态一致性较好,可实现对目标的准连...     

GI-920炸药爆轰波阵面的光纤探针测量

利用熔石英在冲击作用下的发光特性开发了一种测量冲击到达时间的光纤探针技术。当爆轰波阵面到达光纤探针端面时会产生一个瞬时光信号,经光纤传输到光电探测器,变换为电信号,再由示波器记录,通过判读就可以知道冲击波或飞片到达光纤探针的时刻。采用芯径0．3mm的石英光纤探针阵列对一点起爆的爆压为10GPa的GI-920炸药的爆轰波阵面进行了测量,测量到3条不同直径上的波形,并利用所测数据绘出爆轰波阵面的三维形状图。结果表明,随着测试半径增大,爆轰到达时间分散性明显增加,爆轰波阵面的倾角也增大。实验所得信号的上升时间均小于4ns,说明光纤探针技术为炸药爆轰时间参数的测量提供了一种新的高精度的测试手段。     

钨合金破片力学特性与爆轰驱动破碎行为的关联性

为了研究钨合金破片样品在爆轰驱动下的破碎行为,以93W-Ni-Fe作为研究对象,对两种不同工艺得到的钨合金破片样品进行了静态压溃性能、动态力学性能和爆轰驱动破碎性实验;采用扫描电子显微镜进行金相研究,结合原始破片及爆轰加载后的回收破片微观形貌分析,实现破片在爆轰加载后的完整性预估。结果表明,在两种破片静态压溃性能相当的情况下,其动态应力应变曲线以及爆轰驱动后的破碎率也会出现明显差异,因此静态压溃性实验不足以表征破片的爆轰驱动完整率,但与动态力学性能以及金相研究结合后,发现动态应力应变曲线无明显应变硬化行为的破片更容易发生破碎,且破片微观形貌出现大量孔隙以及晶粒分布不均匀现象,说明结合动态力学性能分析可有效预估钨合金破片样品的爆轰驱动破碎行为。     

大板实验中TATB基炸药爆轰波的传播特征

为研究点起爆条件下TATB基炸药爆轰波传播特征,用双灵敏度激光速度干涉仪(VISAR)对TATB基炸药进行了大板实验研究,并用DYNA2D程序对实验进行了模拟计算.结果表明,大板实验中TATB基炸药爆轰波传播过程中的压力剖面具有"二维结构",且爆轰波传播方向由轴线方向逐渐向半径方向转变.实测铜飞片自由面的速度与计算值相吻合.     

与应用疲劳与蠕变复合作用下聚碳酸酯的断裂行为

研究了疲劳／蠕变复合作用下聚碳酸酯(PC)的断裂行为。研究表明：其疲劳／蠕变曲线与纯蠕变曲线十分相似。在疲劳—蠕变复合作用下，随施加最大载荷的保持时间越短，即蠕变载荷比例越小，疲劳载荷比例越大，PC结束普弹应变阶段的应变越小，延迟弹性变形的平台应变也减小。每一次循环中的最大载荷加载保持时间延长，PC断裂寿命减小。以最大载荷为恒载荷一直加载的纯蠕变曲线，平台最高，断裂时间最早；而最大载荷加载作用时间t＝0的纯疲劳曲线，平台最低，断裂时间最迟。     

一种新型M形顶部结构药型罩的设计及形成射流的侵彻能力分析

在锥角药型罩结构基础上通过改变其顶部结构设计了一种新型M形顶部结构药型罩,并分析了其射流头部的形成机理;采用有限元软件ANSYS/LS-dyna对在爆轰波作用下M形顶部结构药型罩射流的形成过程,以及对45号钢板的侵彻过程进行了数值模拟,并与锥角药型罩、平顶药型罩形成射流的头尾部速度、拉伸长度、杵体大小以及对45号钢板的侵彻能力进行了对比。结果表明,M形顶部结构药型罩的M形顶部结构在爆轰波作用下经二次汇聚形成了射流头部,相同装药条件下,其形成射流的头部速度相比锥角药型罩形成射流的头部速度提高约9.10%,比平顶药型罩形成的射流头部速度提高约5.56%;其侵彻深度比锥角药型罩提高约10.4%,比平顶药型罩提高约7.28%。     

炸药爆轰波光谱发射率及爆温的虚拟辅助光源反射法测量

依据光学原理,提出了爆轰波光谱发射率及爆温的虚拟辅助光源反射测量方法,克服了单波长或双波长光学测试装置不能同时测量两参量的困难,利用该方法对液体炸药ＮＭ爆轰波光谱发射率及其爆温进行了实验测量,结果与文献报道相吻合。     

用仪表示波系统研究聚丙烯材料的冲击断裂行为

研究了加入一定量成核剂的聚丙烯材料的冲击断裂行为,通过在一般Charpy冲击实验采用仪表示波系统测定了材料的载荷－时间曲线,通过该曲线将冲击断裂过程分为裂纹萌生和裂纹扩展两阶段,并计算出了裂纹萌生功和裂纹扩展功。结果显示,冲击功在成核剂加入量为0．4％处出现极大值,而裂纹萌生功和裂纹扩展功在成核剂加放量为0．4％处出现转折变化,而且裂纹扩展阶段的功耗居于主导地位。     

B炸药爆轰波拐角传播的三维数值模拟

为研究B炸药起爆后爆轰波在拐角中的传播特性以及拐角爆轰低压流场现象,运用LS-DYNA3D程序对120°,90°,45°三种特定的拐角装药的爆轰波传播现象进行了数值模拟,观察了爆轰波通过拐角的传播过程,讨论了爆轰波波阵面通过拐角后爆速的变化情况.结果表明,爆轰波通过拐角后由于传播面积的变化而产生衰减-增长过程,装药拐角越大,爆轰波通过时越稳定;随着装药拐角的减小,拐角处的波阵面压力、爆速和传播能力都逐渐降低.     

波共振相互作用下断裂解共价键原理及应用现状研究

共振理论在工程应用上十分普遍,但在化学上的应用却鲜为人知。本文以特斯拉对微波共振传输的设想为起点,阐明了线性共振和非线性共振的基本原理。以波的种类为基础,解释了不同种类波的共振效应在促进化学反应中的原理。在实际工程应用上,本文探讨了波共振相互作用裂解共价键理论在生物质降解和高聚物废品回收等方面的应用,此外对该理论提出设想与初探,以期得到进一步地深化理论与改进技术。     

连续爆轰发动机中的起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制

为了研究连续爆轰发动机中的起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制,采用基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的自定义求解器BYRFoam,使用带Laval尾喷管的空心圆筒燃烧室的几何构型及阵列式小孔进气。分析了起爆和湮灭的过程以及再起爆现象产生的原因,采用时空分布图的分析方法总结了起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制。结果表明,起爆初期的斜激波会在尾喷管收缩段反射形成反射激波,反射激波进入新鲜气体,形成与初始爆轰波方向相反的新爆轰波,这会导致爆轰波的湮灭。湮灭之后,燃烧室头部的高压强会阻碍新鲜气体的进入,之后已燃气体逐渐通过尾喷管排出燃烧室,燃烧室头部压强降低,逐渐进入燃烧室的新鲜气体为后续的再起爆创造了条件。连续爆轰波再起爆的原因有两个：一是尾喷管收缩段处的反射激波进入新鲜气体层并转化为爆轰波;二是已经形成的爆轰波与阵列式进气相互作用,形成反传波,反传波进入新鲜气体并转化为爆轰波。再起爆之后,经过爆轰波、激波和新鲜气体的相互作用和演化,爆轰波最终稳定传播。     

JBO-9021炸药初始密度对爆轰波阵面曲率效应的影响

采用高速扫描相机及电探针,在室温环境下对不同初始密度(1.894~1.901g/cm3)、不同半径(5.0、7.5、15.0mm)的钝感炸药JBO-9021药柱开展了曲率效应实验,获取了拟定态爆轰波阵面形状及波速,分析了其随炸药柱密度及半径的变化。结果表明,随着炸药JBO-9021的初始密度由1.894g/cm3增至1.901g/cm3,3种不同半径JBO-9021药柱的爆轰波拟定态波速均增大,拟定态波阵面形状变得更为平坦,波阵面中心点与边界点之间的波到达时间差降低;在小曲率范围内(κ0.2mm-1),JBO-9021药柱爆轰波波阵面法向波速Dn与当地曲率κ的关系(Dn(κ)关系)不受药柱半径及密度的影响,当曲率κ0.2mm-1时,Dn(k)关系随药柱半径及炸药密度呈现离散趋势,药柱半径及初始密度共同影响爆轰波波阵面大曲率的Dn(κ)关系。     

热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性

为研究热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性,利用大型落锤加载装置开展了不同温度(-40、25、70℃)和不同尺寸(Φ20mm×20mm,Φ40mm×40mm,Φ60mm×60mm)下B炸药柱的撞击实验,获得了不同温度和尺寸条件下B炸药的临界点火阈值,并对不同尺寸药柱在临界反应高度下的应变分布状态进行了数值模拟,探讨了温度和药柱尺寸对B炸药撞击点火的影响机制。结果表明,B炸药的临界点火高度随温度升高呈现非线性变化特征,-40℃时的最大未反应落高(3800mm)略高于常温25℃和高温70℃时的最大未反应落高(3700mm);随药柱尺寸由Φ20mm×20mm增至Φ40mm×40mm,B炸药所能承受的最大应力由1543MPa降至1125MPa,其点火阈值具有明显的尺寸效应,这可能是由于药柱内部应变值与端面边缘最大应变区应变值差异逐渐减小,使得热点形成的几率和数量增加。     

冲击波作用下HMX晶体的细观响应

用折光匹配显微技术(OMS)、表观密度浮沉法(SFM)、微聚焦CT扫描表征了HMX晶体内部缺陷尺寸、数量。结果表明,D-HMX较普通HMX含有较大尺寸内部缺陷的数量较少,普通HMX含有大量10-5mm3以上缺陷,普通HMX和D-HMX晶体均含有大量10-6mm3量级以下缺陷。利用基于细观结构的冲击波效应数值模拟方法,研究了晶体内部缺陷尺寸对其冲击波温升效应的影响。模拟结果表明,在低压条件下,等效半径为20~40μm的内部缺陷在冲击波加载下温升较高,等效半径为10~15μm的内部缺陷温升相对较低。当冲击波压力增高至5.8GPa,等效半径为10μm内部孔洞在冲击波作用下温升可达到850K以上,两者的冲击波感度接近。     

粉煤灰作用下高性能商品混凝土的力学行为研究

为研究粉煤灰作为混合材料对高性能商品混凝土力学行为的影响并有效预测粉煤灰掺量的最佳配比,本文对不同水胶比（0.31、0．38、0．44、0．50）与不同粉煤灰掺量（0、20％、40％、50％）的高性能混凝土进行抗压强度、弹性模量的试验。提出在一定粉煤灰掺量下,水胶比越大,混凝土抗压强度越小、弹性模量值越小;在一定水胶比下,粉煤灰掺量影响其抗压强度及弹性模量值。要使高性能商品混凝土的强度等级得到提高,同时还具有良好的弹性模量值,可以适量添加粉煤灰、并且降低其水胶比。     

植物挥发物对昆虫行为调控作用的梅塔分析

植物通过释放挥发物调节昆虫与植物间的相互作用,这可能对植物本身有利,也可能有害.40多年前,人们已经意识到植物挥发物对昆虫行为调控的重要性[1].植物挥发物对植食性昆虫有引诱作用或者驱避作用,例如,植食性昆虫能利用植物挥发物来搜寻食物或寻找配偶,雌性昆虫也可利用植物挥发物来寻找适宜的产卵场所,植物也可通过释放挥发物驱避昆虫.另外,雌性昆虫相对于雄性昆虫对植物挥发物有更强烈的反应,并且有可能被植物挥发物所影响.     

温度载荷与爆炸碎片冲击载荷耦合作用下储罐易损性分析

爆炸碎片和火灾热辐射是导致储罐区多米诺效应事故升级的重要致损因子。在实际爆炸碎片撞击目标储罐的事故场景中,目标储罐不止只受到爆炸碎片的撞击作用,还受到临近火灾的高温载荷作用。为研究目标储罐在高温环境下受到爆炸碎片撞击的易损性规律,本文建立了目标储罐在温度载荷和爆炸碎片冲击载荷耦合作用下的极限状态方程,并采用蒙特卡洛模拟绘制得到目标储罐在不同罐壁温度下受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析爆炸碎片质量、撞击速度、撞击角度对不同罐壁温度下目标储罐易损性的影响规律。结果表明：爆炸碎片质量和爆炸碎片撞击角与目标储罐易损性成负相关,爆炸碎片速度与目标储罐易损性成正相关。当研究变量为爆炸碎片质量时,在20~400℃和400~600℃两个温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值分别为3.7%、6.7%。当研究变量为爆炸碎片速度时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值为3.9%。当研究变量为爆炸碎片撞击角时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值从0.675%一直增大到7.01%。研究对评估实际事故中爆炸碎片对储罐的损伤及防控爆炸碎片引发的多米诺效应事故具有重要意义。     

基于机织布整体穿刺工艺的纤维运动模式与纤维力学行为

介绍了机织布整体穿刺工艺,分析了机织布处于不同针尖位置的纤维运动模式和纤维力学行为.导出了纤维顶弯伸长、顶弯断裂、绕针弯曲伸长和绕针断裂等形式与织物结构参数的关系,提出了纤维连续长度对纤维伸长断裂的补偿作用,并讨论了纤维运动模式和力学行为与布面位置和针位置的随机性、多样性、复杂性,为改善整体穿刺工艺和优化织物结构提供了理论依据.     

超临界CO_2作用下双酚A型聚碳酸酯的诱导结晶和熔融行为

采用差示扫描量热法(DSC)研究了在超临界CO2作用下,温度、压力和共溶剂对双酚A型聚碳酸酯(BAPC)的结晶和熔融行为的影响.结果表明,超临界CO2能使双酚A型聚碳酸酯(BAPC)在其玻璃化转变温度下结晶.CO2是非极性流体,加入共溶剂能增加超临界流体的极性,或是与溶质形成氢键,从而大大提高流体的溶解能力.少量共溶剂的加入使BAPC的结晶更加完善,并能使其在更低的温度和压力条件下结晶.