降低火工解锁螺栓分离冲击的技术研究

为了使火工解锁螺栓在分离过程中产生的分离冲击降到最小,对一种典型的火工解锁螺栓工作原理进行分析,确定了影响分离冲击的关键因素为分离部件的质量和起爆器装药量;并通过结构尺寸优化和起爆器装药小量化两种技术途径,分别使分离部件的质量从83g减小到17g,起爆器装药量从45mg减小到35mg.极限承载力与分离冲击试验结果表明:...     

剪切式爆炸螺栓火工冲击作用解耦试验及特性

为了辨识剪切式爆炸螺栓冲击产生的来源,设计了有预紧力、无预紧力、无活塞剪切和仅火药燃烧四种不同状态的爆炸螺栓,实现了火药燃烧、活塞剪切薄弱面、活塞行程末端碰撞和预紧力释放四种冲击源的解耦,利用压阻加速传感器测量其在60 cm×60 cm×1 cm的等效铝板上距冲击源中心15 cm处的响应加速度,以此计算出了各冲击源的冲击响应谱,并与整个事件的冲击响应谱进行对比分析。结果表明,不同冲击源的特性不同,火药燃烧诱导的冲击主要表现为高频,而活塞剪切薄弱面和活塞行程末端碰撞引起的冲击集中在中低频。在整个频域内,预紧力释放是整个冲击响应输出的主要贡献者,大约占57.51%,而火药燃烧、活塞剪切和活塞碰撞三个冲击源的贡献相当。     

一种新型水下爆炸冲击等效加载实验方法

针对传统水下爆炸冲击响应实验研究中存在的问题,提出了一种实验室仿真水下爆炸冲击的等效加载方法,通过飞片撞击的方式来获得水下爆炸冲击等效载荷.同时建立了等效理论模型与流固耦合数值仿真来进行对比分析.结果表明,数值仿真结果与理论分析结果吻合较好,通过调节飞片的撞击速度与撞击比质量可以获得不同水下爆炸冲击所需要的等效载荷,进而为鱼雷爆炸对典型舰船结构的冲击响应研究提供一种新的思路.     

爆炸冲击荷载作用下拱结构的弹塑性动力响应研究

采用数值模拟方法,研究拱结构在爆炸冲击荷载作用下的弹塑性动力响应。结构动力屈曲临界荷载由B-R 准则判定。研究结果表明:拱结构的动力响应过程可划分为4 个典型阶段,即弹性振动阶段、弹塑性稳定振动阶段、反直观动力响应阶段和压溃破坏阶段,拱结构反直观动力响应是其发生动力屈曲以后处于不稳定平衡状态中的一种动力响应模式;爆炸冲击持续时间越长,拱结构动力屈曲临界荷载越小;当冲击持续时间在某一范围内时,结构发生动力屈曲以后会出现反直观动力响应;爆炸冲击持续时间太长或太短,结构发生动力屈曲以后将不会出现反直观动力响应,即结构一旦发生屈曲就会出现毫无征兆的突然破坏,动力屈曲临界荷载就是动力失效荷载。     

浮动平台在远场爆炸载荷作用下的冲击响应研究

利用在计算流场的迎爆面直接加载冲击波载荷方法来模拟浮动平台在远场爆炸作用下的冲击响应,该方法弥补了现有有限元仿真软件在远场计算中的不足。把计算结果和试验测量结果进行了对比分析,计算结果与试验值吻合较好。     

爆炸分离冲击环境的模拟试验技术进展

很多事实表明,由火工装置动作产生的爆炸分离冲击环境对航天器具有较强的破坏效应,引起了数量可观的航天器硬件故障。但由于分析技术的缺乏,设计者对试验具有强烈的依赖性。因此,爆炸分离冲击环境的模拟试验技术一直受到人们的关注。在简介爆炸分离冲击环境的基础上,对其模拟试验技术进行了较全面的总结和分析,包括标准波形模拟、电磁振动台模拟、火工装置模拟、机械碰撞装置模拟等等,最后讨论和展望了今后的发展趋势。     

基于耦合欧拉-拉格朗日算法的航行体缓冲头帽冲击性能

航行体在入水过程中会受到强烈的冲击载荷,过高的冲击载荷极易造成结构破坏和内部设备失灵,研究结构高速入水降载技术具有十分重要的意义.设计一种以预制裂纹碳纤维材料作为外罩、泡沫铝作为内部缓冲材料的缓冲头帽.基于有限元方法,采用耦合欧拉-拉格朗日求解器研究缓冲头帽的降载效果,通过对比数值结果与小球入水实验图像验证数值方法的有...     

爆炸冲击载荷下固支单向加筋板的动响应及破损特性研究

以半穿甲反舰战斗部舱内爆炸的毁伤与防护问题为背景,研究多根单向加筋板结构在爆炸冲击波载荷作用下变形破坏特点及规律。利用有限元软件LS-DYNA开展爆炸冲击波对固支单向加筋板的毁伤作用数值仿真计算,分析近距离爆炸条件下单向加筋板的破坏过程,得到了在爆炸冲击波载荷作用下单向加筋板的变形破坏模式和典型爆炸冲击波载荷下加筋板变形规律。结果表明：加筋板在整体剪切或塑形大变形条件下,其最大无量纲挠度分别与无量纲冲击载荷和加强筋相对刚度之间呈明显的线性关系;在载荷确定情况下,通过改变加强筋相对刚度和无量纲冲击载荷可以确定加筋板失效模式以及失效模式之间转化的临界区域。     

典型水中战斗部炸药装药跌落撞击响应特性

针对大装药量的水中战斗部跌落安全性问题,采用自由式落锤试验方法模拟典型水中战斗部炸药药柱跌落撞击响应.以B炸药作为试验参考基准,选择水中战斗部的典型炸药装药RS211和2,4二硝基苯甲醚(DNAN)基炸药,通过落锤升降法获得炸药装药撞击响应阈值及撞击敏感性.结果表明:B炸药和RS211炸药在跌落撞击响应均为爆炸,φ20 mm×20 mm的B炸药和RS211炸药发生爆炸响应的最小高度分别为2 m和3 m,未发生爆炸响应的最大高度分别为1.8 m和2.5 m;φ30 mm×30 mm的B炸药和RS211炸药发生爆炸响应最小高度分别为5.5 m和6.0 m,未发生爆炸响应的最大高度分别为5.0 m和5.5 m;DNAN基炸药药柱在试验过程中均发生了爆炸,撞击响应随跌落高度降低转为爆燃反应,有大量被挤压的残余药粉,且相同距离处测得的冲击波超压值越来越小,说明爆炸响应程度越来越低.     

压缩剪切作用下PBX的响应特性

为了研究高聚物粘结炸药(PBX)在压缩剪切作用下的响应特性,采用设计的压缩剪切试验装置,对Φ20 mm×40 mm的PBX-932和PBX-C43在22~57 m·s-1撞击速度范围内进行了响应试验。试验中采用压力计测试了压力变化过程,通过高速录像照片分析了撞击过程,采用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了两种炸药的响应特性。结果表明,随着撞击速度增加,两种PBX炸药的损伤度增加。在压力160~400 MPa,脉宽1.5 ms的压缩剪切作用下,PBX-C43和PBX-932的撞击速度阈值分别为25.5~27.7 m·s-1和22.7~24.4 m·s-1。两种炸药的反应程度基本一致。     

慢烤试验中PBX-6炸药件的响应特性（英）

为了解缓慢加热对炸药件安全性的影响,分别开展了PBX-6粉末炸药样品在压力1 MPa和0.101 MPa、升温速率2 ℃·min^-1和5 ℃·min^-1的DSC分析,以及SR50mm PBX-6半球炸药件在55 ℃、140 d的加速老化试验。设计了Φ100 mm球形炸药件的慢烤试验装置,对球形S-1^#和S-2^#试样进行了升温速率分别为2 ℃·min^-1和5 ℃·min^-1的慢烤试验。通过热电偶和温度测试系统记录测量位置的温度变化,结合冲击波超压和试验残余物对比分析试验结果,探讨慢速烤燃行为与热分解特性的关系,综合评估PBX-6炸药件在缓慢加热条件下的安全性。结果表明,升温速率2 ℃·min^-1时,S-1^#试样的爆燃时间为8373 s,爆响温度为218.5 ℃,爆燃反应较弱。升温速率5 ℃·min^-1时,S-2 # 试样的爆燃时间为4074 s,爆响温度为224.9 ℃,冲击波超压为21.8 kPa,爆燃程度较大。即升温速率越大,试样的爆响时间越短,爆响温度越高,爆燃程度越大。     

典型炸药柱的400kg落锤撞击感度特性分析

为了研究炸药在冲击作用下的安全性能,利用400 kg落锤加载装置对梯恩梯(TNT)、B炸药(Comp.B)、钝化黑索今(P-RDX)等典型炸药柱进行了撞击感度试验,将所测结果与GJB772A - 97方法测试的炸药撞击感度、抗压强度进行了相关性分析.结果表明,在试验条件下,组成相近的配方,药柱撞击感度与抗压强度、成型工...     

低速撞击下JO-8和B炸药的响应特性

采用30 kg小落锤对JO-8和B炸药进行了低速撞击加载试验,并对撞击过程和试验后样品分别进行了高速摄影和扫描电镜分析。撞击试验发现JO-8炸药的临界点火阈值为360 N,B炸药的阈值为300 N,这表明JO-8炸药具有更高的抗撞击能力;高速摄影发现两种炸药均经历冲击、塑性流动、飞散、反应等阶段,反应在炸药损伤后发生,JO-8炸药的反应滞后于B炸药;扫描电镜表明,B炸药在低速撞击下的损伤模式以界面脱粘、沿晶断裂为主,JO-8炸药以剪切变形和穿晶断裂为主。B炸药的制备工艺决定了TNT包裹RDX的微观结构,而TNT具有较低的晶体力学性能,导致其在加载下首先发生断裂;JO-8炸药的制备工艺决定了粘结剂包裹HMX晶体的微观结构,粘结剂改善了炸药晶体的脆性特征,致使JO-8炸的损伤模式不同;与B炸药相比,JO-8炸药发生点火延滞的原因在于JO-8炸药具有更高的压缩强度。     

某新型炸药冲击起爆试验与临界起爆特性研究

采用平面波发生器爆炸驱动不同厚度的飞片撞击带隔板装药,获得了某新型炸药与THAL,炸药的冲击波起爆临界隔板厚度.基于一维冲击波传播理论,建立了炸药临界起爆特性参数分析模型,并利用所测的两种炸药冲击波起爆临界隔板厚度,结合炸药及隔板材料的冲击Hugoniot参数测试结果,计算得到了两种炸药的冲击波临界起爆压力和起爆能量常数.     

一种HMX基PBX炸药在热与落锤撞击复合作用下的响应特性

为了研究炸药在热与撞击复合作用下的安全性,采用自行设计的试验装置,对Φ20mm×8mm的HMX基PBX进行了20~170℃范围内不同温度下50kg落锤撞击试验。试验中利用压力传感器测试撞击过程中炸药受力变化。利用高速摄影系统拍摄炸药撞击点火过程。获得了PBX炸药在不同温度下的撞击响应特性。结果表明,成型PBX炸药的撞击安全性与温度密切相关,其中82℃时撞击安全性提高,170℃时撞击安全性明显变差。在20~170℃范围内,随温度升高,PBX炸药的撞击感度先降低而后逐渐提高,这与PBX炸药在高温下的力学性能发生变化、热膨胀、热分解导致的损伤以及HMX发生晶型转变等因素有关。     

爆炸平面波下锚杆对洞室加固效果模型试验方法

为探索爆炸平面波下锚杆对洞室的加固效果,通过抗爆模型试验,从围岩应力、洞壁环向应变、加速度和顶底板相对位移4个方面,研究爆炸平面波作用下毛洞和2种锚杆对洞室的加固效果。分析爆炸平面波强度沿着垂直方向和水平方向的衰减规律;比较毛洞、全长粘结式锚杆加固洞室和自由式锚杆加固洞室的洞壁环向应变、加速度、顶底板相对位移之间的差异。结果表明：爆炸平面波强度沿垂直方向的衰减速度比水平方向的慢;每个洞室内拱顶处的加速度和抗变形能力最大,底板的加速度最小;拱脚是洞室中极易产生拉应变的地方,锚杆加固能使拱脚围岩由受拉变形改变为受压变形;全长粘结式锚杆加固的洞室拱顶和底板都产生了相对较大加速度,但在减小洞室拱部变形、顶底板相对位移和侧墙加速度方面的作用大于自由式锚杆。