固体炸药冲击起爆研究

为了研究固体炸药冲击起爆特性,对JO-9159炸药进行了隔板冲击加载实验,用高速摄影方法记录炸药冲击起爆过程;用解析计算方法分析了有机玻璃隔板的临界厚度值;建立了炸药冲击起爆模型,对起爆过程进行了数值模拟,计算了炸药在冲击作用下的压力历史,分析了JO-9159炸药起爆压力阈值和爆轰成长距离。     

PBX炸药二维冲击起爆机理的数值模拟

建立了基于KIM模型的一个化学反应速率方程模型,用于分析PBX起爆和爆轰行为的损伤作用.运用遗传算法确定了反应速率方程的相关参数,通过与Forest-Fire反应速率模型数值模拟结果对比,验证了所建模型的合理性.将所建反应速率方程模型嵌入有限元程序对PBX炸药二维冲击起爆过程进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以描述分析受冲击加载造成孔隙率、颗粒尺寸等变化的损伤炸药的冲击起爆过程.     

非均质固体炸药冲击起爆与爆轰研究进展

综述了非均质固体炸药的冲击起爆机制、宏细观反应流模型、中尺度/跨尺度及连续介质尺度数值模拟和冲击起爆试验及测试技术等研究进展,并总结作者团队近年来在该领域的研究成果;分析了该领域的未来发展趋势,旨在加深对非均质固体炸药冲击起爆爆轰物理机制的认识,为装药安全性研究提供方法和技术手段。指出非均质固体炸药冲击起爆物理响应过程复杂,往往由多种热点机制控制,现有反应速率模型考虑热点机制单一,无法适应冲击起爆过程的高保真计算。现阶段压力相关型反应速率模型虽然在一定范围内适应细观结构的变化,但无法描述复杂加载路径如多次加载和斜波-冲击复合加载下炸药脱敏或敏化、拐角效应死区现象等,而熵或温度相关型反应速率模型可较好地适应复杂加载,但未考虑细观结构响应机制。发展多热点机制耦合作用的、宽适应范围的宏细观反应速率模型是反应流模型的重要方向。快响应高分辨率的细观实验诊断技术一直是爆轰领域的技术难点,中尺度计算是现阶段冲击起爆热点机制研究的主要手段,已初步实现从中尺度到宏观尺度的冲击起爆跨尺度计算,仍是非均质固体炸药冲击起爆与爆轰问题数值模拟发展的重要趋势。附参考文献151篇。     

破片冲击起爆屏蔽B炸药比动能阈值研究

为了研究破片冲击起爆屏蔽B炸药的比动能阈值,采用六棱柱和圆柱钨合金破片冲击带有40Cr炸药盒的B炸药,并测量了B炸药的速度阈值。根据比动能的计算方法,得到破片冲击起爆屏蔽B炸药的比动能阈值范围。运用Autodyn-3D软件和点火增长Lee-Tarver模型,计算了两种破片在垂直侵彻和最大迎风面积两种状态下的比动能阈值,重点研究了最大迎风面积状态下破片冲击起爆屏蔽B炸药的比动能阈值随长径比的变化规律。结果表明,六棱柱破片的比动能阈值低于圆柱破片;随着长径比的增加,破片冲击起爆屏蔽B炸药的比动能阈值先增加后减小。     

撞击作用下炸药装药的尺寸效应研究

利用大型撞击加载装置对不同直径的炸药装药进行了模拟实验 ,分析了撞击作用下药柱直径对其敏感性影响 ,为炸药装药发射安全性研究提供了合适的模拟药柱尺寸     

破片撞击起爆屏蔽B炸药的数值模拟和实验

用工程理论计算、数值模拟和实验验证方法研究了小破片和杆破片撞击起爆屏蔽（屏蔽板为6mm厚钢板）B炸药的速度阈值。结果表明。对于小破片,3种方法计算出的屏蔽B炸药撞击起爆速度阈值基本接近;而对于杆破片,计算出的撞击起爆速度阈值偏小,数值模拟和实验得出的速度阈值基本接近。这说明所引用的屏蔽B炸药破片撞击起爆速度阈值工程理论计算公式只适用于小质量规则破片,而由于计算公式中缺少体现打击面积的参数,因而并不适于计算杆破片的屏蔽B炸药撞击起爆速度阈值。由实验方法得出,用4．65g小破片撞击起爆6mm钢板屏蔽B炸药的速度阈值约为2522m／s,用质量为8．78g、直径为5mm的杆破片撞击起爆6mm钢板屏蔽B炸药的速度阈值约为2161m／s。     

限定条件下聚黑炸药烤燃试验及热起爆临界温度的数值计算

采用自行设计的烤燃试验装置,以1.0℃/min的升温速率并采用恒温控制技术对聚黑(JH)炸药进行了不同温度下的50min恒温烤燃试验;用FLUENT软件对不同升温速率和装药尺寸的聚黑炸药热起爆临界温度进行了数值计算。结果表明,炸药存在一个热起爆临界温度,炸药置于恒定高温环境中比慢速烤燃更危险,发生反应的环境温度更低,响应更剧烈。随着升温速率的增加,药柱的热起爆临界温度缓慢升高,当升温速率大于10.0℃/min时,热起爆临界温度均为197℃。药柱的长径比相同时,随着药柱尺寸的增加,聚黑炸药的热起爆临界温度逐渐降低,当药柱尺寸增加到一定值时,药柱尺寸对聚黑炸药热起爆临界温度的影响将减弱。     

起爆炸药的高新技术

概要阐述了正在研究与发展的起爆炸药的高新技术－微波起爆，高能电子束起爆，激光起爆，光电起爆，粒子束起爆和半导体桥起爆。     

聚能射流冲击起爆屏蔽压装PBX炸药的试验研究

为了分析由聚能射流引起的两种典型屏蔽压装PBX炸药的冲击起爆感度,采用某Ф80mm制式破甲弹作为标准射流源,在炸高为150mm的条件下,对不同厚度45~#钢覆盖板屏蔽的PBX-1和PBX-2炸药进行了射流冲击起爆感度试验;采用"兰利法"对覆盖板的厚度进行选取,得到了聚能射流引爆两种典型压装PBX炸药的临界隔板厚度。结果表明,临界爆轰时,PBX-1炸药覆盖板厚度为35～40mm,PBX-2炸药覆盖板厚度为140～150mm,即PBX-1的临界隔板厚度比PBX-2炸药减少73.3%;PBX-1炸药起爆所需的射流能量为185mm~3/μs~2,远高于PBX-2炸药,因此PBX-1炸药的射流安全性显著优于PBX-2炸药。     

低冲击条件下凝聚炸药延迟起爆现象的研究进展

描述了凝聚炸药在低强度冲击作用下的延迟现象XTD介绍并分析研究XDT现象的试验和数值模拟方法，提出了XDT研究的发展方向。     

不同炸药的爆炸载荷对目标靶板作用的数值模拟

为研究爆炸载荷结构与目标响应的关系,对钝化RDX和含铝炸药DHL进行了静爆试验,获得了作用在目标靶板上的超压、冲量的实测数据,并与TNT静爆试验结果进行了对比.以实测RDX和DHL的超压曲线作为初始参数,通过数值模拟研究了目标靶板在不同爆炸载荷作用下的动力学响应.结果表明,在钝化RDX和DHL爆炸载荷的作用下,目标板中心处的初始等效应力、位移几乎相同;目标板初期的动力学响应与爆炸载荷的强度有关,载荷越强目标的应力越大;而目标板的主体响应是由载荷强度和冲量共同影响的.     

扭带管内高湿空气对流凝结换热三维数值模拟(英文)

A three-dimensional numerical model is presented for studying the convection-condensation of mixture with vapor in a tube with edgefold-twisted-tape inserts under transition flow.According to the diffusion layer theory and laminar species transport,a condensation model with user defined function is proposed and compared with heat and mass transfer analogy and experimental test.With the condensation model,the influences of gap width and op-erating parameters on thermal-hydrodynamics performance are simulated.As the gap width increases,convection and condensation heat transfer increase initially and then decrease,while convection heat transfer increases sharply and then decreases slightly.Increasing vapor fraction has a significant effect on condensation heat transfer but it has little effect on convective heat transfer.With the increase of inner wall temperature both convection and condensa-tion heat transfer all decrease and the ratio of condensation to total heat decrease dramatically.Increases inlet tem-perature mainly affects convection heat transfer.     

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.     

旋流除沙器流体旋转效果的数值模拟

介绍了一种新型的旋流除沙器,并利用FLUENT软件对旋流除砂器内流体的流动旋转情况进行了数值模拟。根据数值模拟的结果,分析、预测了旋流除沙器内流体的旋转情况,并分析了模拟结果产生的原因,对后续的模拟研究进行了讨论。     

Model Detonation of Solid Explosives by the Homogeneous Mechanism

A twophase detonation model of solid porous explosives, which takes into account the compression of solidstate particles and the presence of a solid component in detonation products, is developed. The homogeneous detonation mechanism based on the Arrheniustype reaction is studied. Detonation is initiated by the region of highpressure and hightemperature gases modeling the detonator explosion. A numerical experiment confirms that there exists an initiationpressure limit below which no homogeneous mechanism of detonation is active. The detonation wave has the leading front in which the explosive is precompacted and the gas in the porous volume is compressed up to a pressure of 100 GPa without any significant change in particle density. Then the gas compresses the particles themselves up to the pressure and temperature of the thermal explosion. As a result, the leading front is followed (after a certain delay) by a narrow reaction zone where detonation products are formed with a further increase in pressure.     

钝感复合装药结构枪击试验尺寸效应的数值模拟

利用有限元软件AUTODYN对钝感复合装药药柱进行枪击感度数值模拟。结果表明,外层采用TATB钝感炸药,内层采用PBX-9404高能炸药的复合装药结构既可减小炸药的枪击感度,又能得到比单一钝感炸药高的能量输出。通过分析装药结构的尺寸效应,得到装药结构与枪击感度的对应规律。     

PBX炸药细观结构冲击点火的二维数值模拟

为了研究冲击加载下非均质炸药的点火机理,对PBX炸药细观结构在冲击加载下的响应过程进行了二维数值模拟.首先对炸药颗粒的压制过程进行数值模拟,获得PBX炸药的细观结构模型.然后对炸药冲击点火进行数值模拟计算,考虑了热力耦合作用和炸药自热反应,分析了炸药颗粒尺寸、密度和黏结剂对炸药冲击点火的影响.结果表明,冲击作用下PBX...     

TATB基含铝炸药作功能力的试验研究

为评价TATB基含铝炸药的作功能力,通过ANSYS-LSDYNS软件,采用Lee-Tarver点火增长三项式模型模拟含铝炸药的圆筒试验,获得了含铝炸药的JWL状态方程及反应速率参数。利用激光位移干涉仪研究了不同铝粉尺寸的含铝炸药加速铜飞片的能力,用数值计算验证了标定的圆筒试验参数。结果表明,粒径较小的铝粉能够使铜飞片获得更大的自由面速度,加速铜飞片的时间缩短,表现为粒径2μm铝粉的含铝炸药反应时间比粒径10μm铝粉的含铝炸药缩短13.6%。计算值与试验结果吻合较好,表明圆筒试验得到的爆轰产物参数是有效的。