线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点.文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系.进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起...     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点。文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系。进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起爆、沿顶部线性和外表面高速起爆问题都进行了理论解析和研究,分析了各种起爆方式的切割射流与破甲特点,以及对切割器参数设计的影响等。还根据滑移爆轰、等容爆轰、正向起爆对飞片驱动能力的对比分析,结合所建立的聚能切割理论,说明了高速起爆可以提高切割能力的原理。通过分析对比各种装药质量比下飞片的爆炸能量利用率,指出了爆炸切割器设计药量的选取原则。对于复杂的三维爆炸聚能切割理论问题,笔者尽量采用简洁直观的数学方法进行理论推导,着重对物理概念的阐述与分析,以求对线型聚能爆破的理论和技术发展起到促进作用。     

水下爆炸切割钢板的试验研究

以切割钢板的深度为目标,对水下爆炸聚能切割器的参数进行了优化设计,研究了水下爆炸切割钢板的爆炸工艺,获得了装药性质、装药高度、炸高、药型罩厚度、装药长度和水介质对爆炸聚能切割器切割钢板深度的影响规律,并采用最小二乘法对某些影响聚能切割钢板深度的因素进行了回归.研究结果表明,在实际水下爆炸切割中,应根据切割的要求,从聚能切割器加工安全性、切割效果和经济效益等方面综合优化聚能切割器的参数.     

线性聚能切割器切割钢索的试验研究及数值模拟

基于经典射流成型理论计算基础设计了线性聚能装药切割器,利用铜质药型罩切割器对100mm直径的桥梁钢索进行了切割试验,并利用LS-DYNA对线性聚能射流侵彻钢索进行了数值模拟。试验与数值模拟均表明,利用线性聚能切割器切割钢索进行定向爆破拆除是可行的。     

线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究

以线型聚能装药切割器技术在某爆破工程中应用的实例,分析了线型聚能射流切割目标的原理及影响因素,提出了对于一般常用钢构件材料条件下工程爆破采用线型聚能切割器的参数设计方法,进而展望了此器材在工程爆破中应用的发展前景.     

水下线型聚能切割器内外炸高对射流侵彻性能的影响

借助ANSYS/LS-DYNA程序,对线型聚能切割器在水下切割钢板的性能进行了数值模拟研究,并通过试验对数值模拟仿真结果进行了验证。通过数值模拟和试验对比,重点分析了水下聚能切割器空气内炸高和水外炸高对射流侵彻靶板的特性影响。数值模拟和试验结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能,设置适量的空气内炸高并减小水外炸高,可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;空气内炸高越小,射流的形成越不充分,形成射流的速度和动能越小,侵彻能力越弱。     

新型水下爆破切割弹在卡钻事故中的应用

针对安庆铜矿某一矿井的卡钻事故,在分析卡钻原因的基础上,结合井下地质情况,设计一种新型水下爆破切割弹.采用熔融的钝化黑索金浇铸装药,提高炸药的能量密度;加入12根铜管形成了环形切割器,利用聚能射流侵彻钻杆以达到破坏钻杆的目的.通过爆破切割实验和工程实践可知,新型水下爆破切割弹能够有效解决卡钻事故.     

半正方形罩线型切割器的数值模拟研究

半正方形药型罩也可以看作两个楔角90°楔形药型罩相对排列在一起而演化出的一种线型聚能装药结构。应用LS-DYNA非线性有限元软件完成了爆炸载荷下半正方形罩线性切割器形成射流过程的数值模拟。结果表明,半正方形罩线性切割器能形成一股片状扇形聚能射流;半正方形罩线型切割器形成射流存在一个初始射流二次汇聚的过程,二次汇聚形成的射流速度比一次汇聚射流速度提高了33%以上;半正方形罩线型切割器形成射流速度要明显高于普通线型切割器;随药型罩厚度的增加,半正方形罩线型切割器形成射流速度降低。     

综合控制爆破拆除大型油罐及护墙

本文运用水下爆炸和聚能射流的原理,设计和实施了“少注水、密布药且准贴壁的水压爆破拆除护墙和爆炸切割油罐顶盖及壁体”的新工艺。     

拐角型线型聚能装药爆炸成形及侵彻钢靶的实验与数值模拟研究

运用ANSYS/LS-DYNA3D程序的三维多物质ALE算法,对拐角型线型聚能装药在爆炸载荷下成型及侵彻金属靶的全过程进行了数值模拟研究,计算结果与实验结果比较吻合.这种连贯性的模拟能力避免了数值计算中对射流的许多人为假定.计算和试验结果表明,随着切割器连接拐角度数的减小,金属射流成形越加困难且侵彻能力也随之降低,此研究对拓宽线型聚能切割器的应用领域有积极作用.     

Configuration design of a lightweight torpedo subjected to an underwater explosion

The response of a lightweight torpedo when subjected to an underwater explosion (UNDEX) is an important criterion for multidisciplinary design. This paper investigates the effect of structural stiffeners on the performance of a lightweight torpedo. The finite element package ABAQUS was used to model the UNDEX and the fluid–structure interaction (FSI) phenomena, which are critical for accurate evaluation of torpedo stress levels. The pressure wave resulting from an underwater explosion was modeled using similitude relations and it was assumed to be a spherical wave. Various explosive weights and explosion distances were explored to determine the critical distance both for an un-stiffened and a stiffened torpedo. Once it was established that the stiffened torpedo performed better under explosive pressure loads, various configurations were studied to determine the optimal number of ring and longitudinal stiffeners. A final configuration was obtained for the torpedo that had minimum weight and was least sensitive to small manufacturing variations in the dimensions of the stiffeners. This paper presents details of the torpedo and fluid models and the finite element analysis method for FSI.     

飞片雷管与工业雷管的输出能量比较

飞片雷管和工业雷管的起爆方式及装药结构不同，必然会导致起爆能力的差异。以铅板穿孔，起爆钝感炸药及水下爆炸能量测试等试验，测量飞片雷管和工业雷管的起爆能量，比较结果得出：飞片雷管比工业雷管的起爆能力大。     

非电起爆网络水下炸礁拒爆的原因分析与防护措施

分析了非电导爆管起爆网络的连接和传爆过程,找出了采用该起爆网络进行水下炸礁时,炮孔装药产生拒爆的原因.结果表明,受紊乱水流影响,导爆管网络相互叠加,比较凌乱,致使传爆雷管产生的聚能射流和碎片容易将尚未传爆的导爆管切断或打破,而使局部网路爆轰传递中断,造成拒爆现象的发生.经过分析比较和现场测试,找到最佳的拒爆防护方案,即在标准连接法的基础上加以改进,将逆向连接的传爆雷管折回的幅度增大,并将该打折的导爆管与雷管一起固定在网络的连接点上,使打折部位顺滑而不受力.     

高温爆破中自适应型耐温护筒炸药设计

为了保障露天煤矿高温爆破施工的安全,设计了一种自适应型耐温护筒炸药。首先进行了耐热防护结构的设计,即在柔性耐温隔热护筒中不耦合装填炸药卷并在间隙内充填水凝胶,实现外层护筒先隔热,内层水凝胶再吸热的热防护机理;其次,在护筒上部布设自动泄压孔,通过装药时自适应型耐温护筒炸药间的挤压使多余水凝胶从泄压孔挤出,实现内部装填炸药卷间距的自动调节;最后,进行投掷实验、传爆实验和工艺实验,论证设计方案的可行性和可靠性。实践证明,所设计的自适应型耐温护筒炸药能够满足高温爆破安全、高效施工的要求,值得推广应用。     

高温爆破中自适应型耐温护筒炸药设计

为了保障露天煤矿高温爆破施工的安全,设计了一种自适应型耐温护筒炸药。首先进行了耐热防护结构的设计,即在柔性耐温隔热护筒中不耦合装填炸药卷并在间隙内充填水凝胶,实现外层护筒先隔热,内层水凝胶再吸热的热防护机理;其次,在护筒上部布设自动泄压孔,通过装药时自适应型耐温护筒炸药间的挤压使多余水凝胶从泄压孔挤出,实现内部装填炸药卷间距的自动调节;最后,进行投掷实验、传爆实验和工艺实验,论证设计方案的可行性和可靠性。实践证明,所设计的自适应型耐温护筒炸药能够满足高温爆破安全、高效施工的要求,值得推广应用。     

基于AUTODYN的潜艇典型舱段水中爆炸冲击损伤研究

针对双层壳体潜艇在鱼雷等水中兵器爆炸作用下壳体的变形及破损问题,采用AUTODYN有限元软件,分析了潜艇典型舱段,在鱼雷接触命中及爆距分别为2、4、6m条件下,双层壳体潜艇的壳体破口及变形。计算结果表明,潜艇在鱼雷接触命中条件下,耐压及非耐压壳体均出现较大破口,且耐压壳体破口范围更大;在鱼雷2m爆距条件下,潜艇耐压壳体出现较大破口,非耐压壳体出现较大塑性变形;在鱼雷4、6m爆距条件下,耐压及非耐压壳体均有较大塑性变形。     

水面舰反鱼雷防御技术的现状和发展

鱼雷是水面舰面临的主要水下威胁,如何对其进行有效的防御一直是各国海军非常重视且亟待解决的问题。在深入分析影响水面舰鱼雷防御的关键因素的基础上,对目前国内外鱼雷防御技术的现状进行了回顾,最后对新技术的发展而带来的鱼雷防御技术的进步进行了展望。     

基于鱼雷导引弹道的目标回声特性研究

将板块元方法应用到鱼雷导引弹道计算中,对运动目标的回声特性进行了研究。用刚性球Rayleigh简正级数解检验了板块元方法对运动目标回声特性的计算,在此基础上把板块元方法应用到鱼雷尾追法、固定提前角法、平行接近法三种导引弹道下复杂Benchmark模型目标回声特性的研究。此方法为研究水下运动目标回声特性提供了重要的理论依据。     

球形炸药设计及其水下爆炸冲击波特性

雷管等爆炸元件的爆炸能量分布通常并不均匀,在离心机中研究爆炸问题对爆源的尺寸和爆炸能量分布要求较高,爆炸能量不均匀对试验结果存在影响,不符合爆炸力学中的点源假定。采用黑索金炸药制作球形炸药,探讨了细径导爆索及无起爆药雷管作为起爆方式的适用性。最终确定微型导爆雷管中心起爆球形炸药的方式,并研究了其水下爆炸冲击波特性,峰值压力与比例距离近似成线性关系,冲击波压力波形可以较好地采用冲击波压力公式拟合。     

声诱饵对尺度目标的回波模拟方法

潜艇回波可以等效成若干个散射亮点回波相干迭加的结果,现代声自导鱼雷基于这一物理事实,通过辨识目标尺度来识别真假目标。提出使用具备数据通信能力的多个点源声诱饵,通过信息交互实现各声诱饵回波发射延时的有序控制,实现对尺度目标的多亮点回波模拟。具体仿真算例表明,该方法对利用方位走向特征和声成像进行目标尺度识别的鱼雷具有对抗效果。