VISAR测量电爆炸箔驱动飞片速度的实验研究

为改进冲击片雷管的优化设计,用激光速度干涉仪(VISAR)测量了电爆炸箔起爆器驱动Mylar飞片的速度.介绍了VISAR的工作原理、测量Mylar飞片速度的实验装置及测量方法,得到了不同充电电压和桥箔尺寸条件下Mylar飞片的速度历史,讨论了放电回路参数、电磁干扰、冲击发光、反射率等对测速的影响,估算了Mylar飞片在加速过程中的形变对测速精度的影响.解决了影响VISAR测速的一些技术困难,获得了关键测试技术,成功地用VISAR测量Mylar飞片的速度.     

小飞片起爆系统加速膛参数的确定

对小飞片起爆系统中的关键部件之一-加速膛的主要参数进行了分析确定,其中包括加速膛的材料、长度以及直径的尺寸选择,为保证整个系统具有好的工作效果提供理论依据。     

TNT装药水中爆炸的数值模拟

采用AUTODYN软件对不同起爆方式下TNT装药水中爆炸模型进行了数值计算,并对计算结果进行了实验验证.根据计算结果分析了中心起爆、端面中心起爆和端面面起爆情况下,在装药不同方位的水中冲击波压力峰值随距离的变化趋势.计算结果表明,端面起爆状态下,装药径向的冲击波压力峰值均大于端部;中心起爆状态下,一定距离处,装药端面的压力峰值大于径向.改变起爆方式,可以实现水中爆炸冲击波能量的定向增益,提高特定方位爆炸能量利用率.     

爆炸反应装甲驱动飞板运动的数值模拟

根据夹层装药爆轰产物驱动飞板运动的物理过程,建立了飞板运动的简化计算模型.用三维有限元程序(LS-DYNA3D)对飞板运动过程进行了数值模拟,得出上飞板速度随时间的变化规律,分析了炸药爆速、下飞板厚度对上飞板运动规律的影响.结果表明,采用爆速较高的高能混合炸药,或适当提高下飞板厚度,可以明显提高上飞板的飞散速度.     

近临界厚度乳化炸药在金属箔焊接中的应用

为了研究低爆速近临界厚度炸药在金属箔爆炸焊接中的应用,以乳化炸药为例,通过改变其中玻璃微球的含量,探究了玻璃微球含量对乳化炸药临界厚度及近临界爆速的影响;分别采用含质量分数20%和25%的玻璃微球对应的近临界厚度装药进行了TA2钛箔和Q235钢的爆炸焊接,并分析比较了两组焊接效果。结果表明,随着乳化炸药中玻璃微球含量的上升,其临界厚度及近临界爆速显著降低,当玻璃微球的质量分数为5%、10%、15%、20%和25%时,临界厚度分别为7.4、6.8、6.2、6.0、5.8 mm,近临界爆速分别为4285、3676、2970、2600、2359m/s;相比于6.2mm近临界厚度装药,采用6.0mm近临界厚度炸药焊接后得到的复合材料,表面更加平整,边缘无剪切裂纹,结合界面呈现出无缺陷的小波状,拥有更高的结合质量。得出低爆速的近临界厚度炸药适用于金属箔的爆炸焊接。     

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益,运用LS-DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合.结果表明,与中心起爆相比,在与起爆位置相对的方向上,偏心起爆战斗部增益区的破片速度明屁增加,最大增益可达10.7%.引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度,方位角在0°～180°方向上,破片的速度呈递增趋势.     

飞片起爆试验装置中能源供给系统的性能

研究了飞片起爆装置中的能源供给系统的工作性能。通过理论分析以及罗果夫斯基线圈测量法对能源供给系统短路放电波形的测试,用示波器记录了短路测试电形曲线和有负载测试波形曲线,所得系统的电参数值为:T<2.0μs,L≤82nH,R≤47mΩ,爆炸箔的工作时间为1.8μm。这些数据表明,所用的能源供给系统可作为飞片起爆装置的能源供给装置。     

爆炸冲击波绕过墙体的数值模拟研究

利用ALE算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程对爆炸冲击波绕过墙体的环流现象进行了数值模拟,得到了在爆炸物周围有障碍物的爆炸场初始发展和绕过墙体环流的情况,解析了空气冲击波的绕流规律。实验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸波绕过障碍物的详细过程。     

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.     

背板材料及炸药厚度对破片冲击起爆8701炸药装药的影响

为了研究背板材料及炸药厚度对破片冲击起爆8701炸药装药的影响,设计了单一破片和双破片冲击起爆屏蔽8701装药的试验。采用AUTODYN-3D软件进行数值模拟,通过改变背板材料及炸药厚度,来改变背板反射波的幅值,探究其对装药起爆阈值的影响。试验结果表明,在本研究装药结构下,除双破片撞击产生的冲击波叠加作用影响装药起爆的速度阈值外,背板反射波亦影响装药起爆的速度阈值。模拟结果表明,临界起爆速度随背板波阻抗的增大而减小;随炸药厚度的增大,背板反射波的作用逐渐减弱,当炸药厚度增大到30mm时,靠两钨球撞击产生的冲击波叠加起爆装药,背板对双破片冲击装药的临界起爆速度几乎无影响。     

Exploding Foil Initiator (EFI) Modes of Operation Determined Using Down‐Barrel Flyer Layer Velocity Measurement

Exploding Foil Initiator (EFI) flyer layer velocities measured down the barrel of an EFI are presented. Flyer velocity was shown to be proportional to supply voltage and of a similar order to other studies previously conducted. Bridge volume ejection was shown to be proportional to capacitor voltage. Current density increased with respect to capacitor voltage up to a point of saturation between 2400 V and 3000 V (evidenced electrically). Beyond the saturation voltage, high voltages demonstrated sustained energy delivery at a reduced current. This work indicates that control of active bridge volume or electrical supply signal may enable more closely controlled EFI flyer layer ejection behavior, and it demonstrates the relevance of using current per active bridge (specific current) as a metric to describe EFI electrical performance with relevance to dynamic response of the EFI. The impulse delivered by an EFI can be modulated via manipulation of the firing circuit input signal giving rise to system behavior variation.     

对炸药驱动飞片速度的理论计算方法的分析与评价

通过文献调研,介绍和分析了6种炸药爆轰驱动飞片速度的计算模型,并指出每一种计算模型的适用范围。讨论了格尼模型以及后人针对格尼模型应用中存在的问题,提出了改进计算模型,主要包括有效装药量、不同空气间隙大小、不同mc／mm比情况、多层装药贡献法、爆速法、炸药示性值法等,可为不同应用场合提供不同的参考模型。     

应用电导探针测定固－液两相流的局部速度

研制了用于测定固－液两相流液相局部速度的双电极电导探针，并在０．７５ｍ×０．７５ｍ×１ｍ方形固－液搅拌槽内测定了叶轮排出流区的速度分布。     

温压药在有限空间内爆炸冲击波的实验研究及数值模拟

将温压药柱放在自行设计的两个相互连接的密闭和半密闭房间,测试了在有限空间内爆炸冲击波的传播特性.通过试验和数值计算,得到距炸点不同距离处的超压曲线.结果表明,与开阔空间不同,密闭空间的超压曲线由多峰构成,经分析发现这是由于密闭空间的结构造成的.采用LS-DYNA有限元程序通过与三维数值模拟分析了爆炸冲击波在有限空间内的传播过程,计算结果与试验结果一致.     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

Generation of Electric and Magnetic Fields by Air, Surface, and Underground Explosions

Results of an experimental investigation of electric and magnetic fields generated by explosions of charges of a chemical high explosive in the frequency range of 0–10 kHz are presented. It is shown that the characteristics of signals of the electric and magnetic fields registered in explosions of highexplosive charges in air, on the ground surface, and in underground explosions are significantly different.     

排液燃气发生器的设计及参数计算

叙述了爆炸焊接法修复油田井下损伤套管用排液燃气发生器的工作原理,分析了燃气发生器产生的气体对油田井下套管修复时液体流向的作用,并对排液燃气发生器的火药装药量、燃烧室压力、喷嘴尺寸、点火压力、点火药量及壳体强度进行了理论分析和计算。结果表明,利用火药燃烧气体做功所设计的排液燃气发生器可以快速排除套管与焊接加固管之间的井液,可以显著提高爆炸法修复套管的效果。     

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.