不同加载压力下HMX基含铝炸药的冲击起爆特性

为了研究HMX基含铝炸药的冲击起爆特性,对其进行了两种加载压力下的冲击起爆试验。结果表明,加载压力为14.68 GPa时,其到爆轰距离为12.04~15.38 mm;加载压力为15.55 GPa时,到爆轰距离为10.23~12.01 mm;稳定爆轰后的爆轰压力约为25 GPa。基于圆筒试验确定了HMX基含铝炸药的JWL状态方程参数,结合两种加载压力下的冲击起爆试验结果进行数值模拟,标定并验证了点火增长模型反应速率方程参数。计算结果与试验结果一致。得到14.68 GPa加载压力下HMX基含铝炸药到爆轰时间为2.5 μs,到爆轰距离为13.70 mm;15.55 GPa加载压力下的到爆轰时间为1.9 μs,到爆轰距离为10.60 mm。计算结果表明,加载压力增大,前导冲击波速度增长变快,波阵面压力增长变快,炸药到爆轰时间与到爆轰距离减小,爆轰成长阶段同一时刻下的波阵面压力增长速率也随之增大。     

老化对含铝温压炸药爆速及力学性能影响的研究

为研究高低温老化试验对含铝温压炸药性能的影响,对样品进行了质量变化和抗压强度的研究,并采用电测法测试含铝炸药在高低温试验前后的爆速。研究结果表明:样品的质量随高低温老化时间的增加而减少;老化试验前样品的爆速为6 685 m/s,老化14 d及28 d后爆速分别为6 590 m/s和6 799 m/s,爆速并未发生显著的变化;老化试验前样品的抗压强度为5.694 MPa,老化试验14 d及28 d后未经处理样品的抗压强度为9.110 MPa和9.615 MPa,处理后的样品抗压强度为6.523 MPa和6.717 MPa,处理后的样品抗压强度低于未处理样品,对样品进行处理能显著减缓抗压强度的增加。     

FB780 MP热轧钢板平面弯曲疲劳性能

根据JIS Z2275-1978对FB780MP热轧钢板进行平面弯曲疲劳试验,并运用最小二乘法对试验数据进行拟合,获得了在对称循环应力下的疲劳经验公式。结果表明:FB780MP热轧钢板在加载频率为25Hz、循环载荷比R=-1条件下的疲劳极限为377.6 MPa;运用最小二乘法拟合出的疲劳经验公式为σ=-36.56ln N+852.11;疲劳试样裂纹源区未发现夹杂或加工缺陷,断面形貌特征与设定的试验条件相符合。     

爆炸压裂试验系统研制及应用

爆炸压裂试验系统,主要由高压釜体、液压控制系统、点火控制系统以及数据采集系统4部分组成,主要具备以下显著特点：（1）试样大,其所能容纳的试样尺寸可达800mm×800mm,有利于观察、研究爆炸压裂后裂纹的分布及扩展情况;（2）轴压和围压施加灵活,最大轴压、围压均可达到50MPa,可充分模拟地下岩石的应力状态;（3）抗高压,釜体内安置试样后,可将炸药直接埋放于试样内引爆,完全符合爆炸载荷的真实加载过程。借助该试验系统开展了不同围压条件下的爆炸压裂试验,结果表明爆炸压裂造缝效果受围压影响较大,围压增大,裂缝长度、宽度缩小,裂缝弯曲度加大。     

高速撞击下温压炸药的响应敏感性

采用自行设计的动态加载装置对HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基3种温压炸药撞击响应规律进行了研究,获得炸药的临界点火速度,并通过密闭燃烧罐分析撞击后回收试样的燃烧特性。结果表明:3种温压炸药药柱在高速撞击下均经历了冲击、塑性变形、破碎飞散和点火反应阶段;HMX基、HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药的临界点火速度分别为302.9、312.3 m/s和315.3 m/s,NTO和FOX-7能够提高温压炸药的临界点火速度;分析撞击后回收试样的燃烧特性发现,与HMX基温压炸药相比,HMX/NTO基和HMX/FOX-7基温压炸药升压时间分别增加了103.6%和103.3%,升压速率分别降低了17.3%和21.1%,且撞击后的燃烧速率显著降低。     

运用仪器化冲击开展材料动静态加载性能联合评测

对管线钢试样分别开展准静态拉伸及以冲击拉伸与仪器化冲击为主的动态加载试验,加载水平分别达到102/s及5×105MPa.m1/2/s。动、静态同试样联合测试比对的结果显示,X80管线钢为一类典型的速率敏感材料,即随着加载速率从10-2/s增加4个数量级达到102/s,其屈服强度与抗拉强度增加约100MPa。为精确确定流变屈服应力yσd,取动态拉伸应力-应变曲线前两个波峰、谷值的算术平均值作为其指标数值。基于实测的yσd及Fgy指标,证实了Server公式由Fgy估算yσd的有效性。然而在研究的范围内,Fm与bσd不具有显著的相关性。此外,通过建立动态裂纹扩展阻力曲线J-Δa,揭示了裂纹形成与扩展的力学本质,表征出金属材料在动态加载条件下的韧性性能。     

乳化炸药稳定性测试方法研究

采用高低温循环试验测试样品的爆速值、电导率和硝酸铵析出量,综合分析各测试方法的结果来评估乳化炸药的稳定性,并设计了实验原理图。实验研究表明:随着高低温循环次数的增加,乳化炸药的爆炸性能逐渐下降,电导率和AN析出量逐渐增加,且呈现相类似的变化趋势。18次高低温循环后电导率增加更显著,当循环次数在18～30次内,破乳现象加剧,且乳化炸药的爆速逐渐降低,在27次循环后乳化炸药发生拒爆;将常温下爆速与高低温循环的爆速对比,得到高低温循环次数对应的自然存储天数,如高低温循环5次相当于自然存储76.6 d。     

基于毫小薄片漏斗试样的材料弹塑性循环应力应变关系测试方法研究

为获取毫小尺寸试样疲劳性能,针对厚度为0.5~2.5 mm的薄板材料,该文提出一种应用毫小薄片漏斗试样完成等幅低循环试验的新方法。该方法实现毫小尺寸薄片漏斗试样的设计、加工和加载,提出一种能量分离函数并由此给出毫小薄片漏斗试样循环应力-应变关系的预测模型。针对不同材料完成的有限元分析表明,该模型对不同几何尺寸和不同幂律材料具有良好普适性。以316 L不锈钢为例,完成等直圆棒试样和包括厚度为0.7 mm的6种不同几何尺寸小尺寸薄片漏斗试样的变幅应变对称循环试验,结果表明:基于漏斗薄片小试样的载荷-位移稳定试验曲线,新方法预测的材料循环应力-应变关系与传统等直圆棒试样的试验结果吻合良好。     

喷丸处理对高强度7150铝合金弯曲形变的影响EI北大核心CSCD

采用X射线衍射残余应力分析和衍射峰半高宽研究喷丸残余压应力和塑性变形对7150铝合金薄壁试样弯曲形变的影响.结果表明：喷丸时间0～60s时,由于喷丸残余应力的引入和塑性变形的累积,试样弯曲形变速率较大,对于喷射压力为0.05MPa的试样,其值可达10.3μm/s;喷丸时间超过60s后,残余压应力场饱和,试样形变主要依靠喷丸表面的塑性变形,而试样弯曲形变速率降低到1.3μm/s.增大喷射压力将使试样的弯曲形变速率和相对弯曲形变总量增大.     

两次冲击作用下压装炸药损伤规律研究

针对装药在多次冲击作用下易产生结构损伤,进而形成热点,引起战斗部提前点火甚至起爆的问题,采用一级轻气炮为加载源,设计了冲击加载模拟实验装置,分别开展了单个10 mm 、单个12 mm、两个10 mm和两个12 mm厚端盖4种工况的冲击加载试验。结合仿真模拟和扫描电子显微镜（SEM）,获取了装药内部应力分布规律及损伤特征,分析了加载次数对装药损伤的影响。结果表明:与单次冲击加载相比,炸药在连续两次冲击加载条件下损伤模式仍以拉伸断裂为主;但试样表面裂纹条数增多、分布范围更广、拉伸波叠加以及损伤演化速率提高等因素使得二次冲击加载时炸药内部微裂纹更易发展成为宏观裂纹。     

自由振荡激光引爆机理的初步研究

自由振荡激光广泛运用于科研与生产 ,研究自由振荡激光引爆机理是相当有意义的。炸药体在激光的照射下 ,由于温度场发生骤变 ,在炸药体未发生相变前 ,炸药表面将出现一热应力场。本文用一维激光热熔条件计算了与时间效应有关及无关的热应力值 ,从理论上证明自由振荡激光引爆机理是热起爆 ;按照热起爆机理给出了激光起爆方程 ,用热起爆机理中的瞬时加热热点理论推导出激光引爆炸药的延滞期公式     

自由振荡激光引爆机理的初步研究

自由振荡激光广泛运用于科研与生产 ,研究自由振荡激光引爆机理是相当有意义的。炸药体在激光的照射下 ,由于温度场发生骤变 ,在炸药体未发生相变前 ,炸药表面将出现一热应力场。本文用一维激光热熔条件计算了与时间效应有关及无关的热应力值 ,从理论上证明自由振荡激光引爆机理是热起爆 ;按照热起爆机理给出了激光起爆方程 ,用热起爆机理中的瞬时加热热点理论推导出激光引爆炸药的延滞期公式     

撞击条件下分步压装装药的点火机理?

利用大型落锤加载装置对不同密度分布状态的药柱进行了撞击加载试验,在分析试验前、后药柱中应力和密度分布状态变化的基础上,讨论了分步压装装药的点火机制。结果表明:药柱的力学响应与其内部密度分布情况密切相关,均匀密度药柱所能承受的最大载荷明显高于非均匀密度药柱。在撞击加载过程中,药柱内部径向密度差引起的剪切流动是导致分步压装装药点火的重要原因。     

一级轻气炮加载实验测试系统用于炸药装药发射安全性研究

论述了一级轻气炮加载实验测试系统用于研究微秒量级炸药安全性的可行性、实验原理、实验方法、数据采集及处理等问题。以某模拟炸药为例,用本测试系统对其开展了发射安全性实验研究,并与铸装B炸药和压装B炸药的大型落锤加载装置的实验结果进行了对比。结果表明,一级轻气炮加载实验测试系统研究微秒量级炸药安全性的实验方法能够实现对炸药装药撞击起爆基本现象的定性、定量观测与表征。     

静压作用下两种敏化方式的乳化炸药微观结构变化

为探究乳化炸药在静压下的微观变化,实时观察乳化炸药在不同压力下的动态变化过程,使用了生物显微镜和爆炸球罐对空气静压加载下的乳化炸药进行微观研究。对亚硝酸钠(化学)敏化和玻璃微球(物理)敏化的乳化炸药进行实时加压观察,并对加压前、后两种炸药的复原性进行了研究。结果表明,两种敏化载体在静压加载下有不同的变化形式:化学敏化气泡可承受压力较小,在0~0.3 MPa之间,气泡受压发生收缩和融合,在0.3 MPa下90%以上的气泡均形成无效热点,卸压复原后的乳化炸药中气泡粒径在20~30 μm的数量达到68.7%,与初始炸药形态相比,粒径更加均匀,但爆炸性能并无明显变化;物理敏化微球在加压过程中会产生不可逆的破裂,并且破裂产生的碎屑会导致周围小范围的乳化基质破乳。     

Cumulative fatigue damage of stress below the fatigue limit in weldment steel under block loading

To investigate the cumulative fatigue damage below the fatigue limit of multipass weldment martensitic stainless steel, and to clarify the effect of cycle ratios and high‐stress level in the statement, fatigue tests were conducted under constant and combined high‐ and low‐stress amplitude relative to stress above and below the fatigue limit. The outcomes indicate that neither modified Miner's nor Haibach's approach provided accurate evaluation under repeated two‐step amplitude loading. Moreover, effect of cycle ratios has been determined. Additionally, the cumulative fatigue damage saturated model is established and validated. Cumulative fatigue damage contributed by low‐stress below the fatigue limit in high stress of 700 MPa is higher than that with 650 MPa at identical conditions (fatigue limit 575 MPa). Thus, high stress affects fatigue damage behaviour below the fatigue limit. A new predicted approach has been proposed based on Corten‐Dolan law, whose accuracy and applicability have been proven.     

不同因素影响下混凝土立柱爆破效果的模型试验研究

钢筋混凝土建（构）筑物爆破拆除过程中,混凝土立柱最终的破碎效果不仅与炸药单耗、孔网参数等有关,还与立柱的受力状态有关。为研究截面应力和单位面积炸药量对不同强度混凝土立柱破碎效果的影响,利用自主研制的力学试验系统进行了15组爆破试验,从碎块筛分和分形维数两方面分析爆破效果。结果表明:对于相同强度的试件,截面应力一定时,随着单位面积炸药量的增加,分形维数整体上不断递增;但单位面积炸药量超过0.18 kg/m²后,增势有所放缓,截面应力为2 MPa和4 MPa的立柱趋势变化最为明显。单位面积炸药量一定时,随着截面应力的增加,碎块分形维数不断增大,当单位面积炸药量小于0.15 kg/m²时,0~2 MPa之间的截面应力增加会对分形维数有一定的抑制作用;当单位面积炸药量大于0.15 kg/m²时,截面应力的增加对分形维数起到促进作用。可为拆除爆破中的参数设计及优化提供理论依据,达到了控制爆破危害、改善爆破效果的目的。     

Experimental and numerical investigation of the creep behaviour of Ni‐based superalloy GH4169 under varying loading

The high‐temperature creep experiment of Ni‐based superalloy GH4169 under the constant loading and varying loading conditions was conducted by using the round bar specimens. The creep time‐strain curves under different loading conditions were obtained to study the high‐temperature creep behaviour of GH4169 superalloy. At the same time, the longitudinal and lateral sections near the fracture of creep specimens were observed by the optical microscope, and the specimens with smaller grain corresponded to the larger creep strain rate. In view of the dispersion of the creep curves, the corresponding data processing method was put forward, and on this basis, a model that can describe the 3 stages of creep with certain physical meaning was established. The simulation results are in good agreement with the experimental results, especially the creep deformation under the varying loading condition. The predicted results of the relative time hardening model are closer to the experiment compared with time hardening and strain hardening model. The creep model is realized by the user's material subroutine code in a commercial FEM software package, which can be used as the basis of creep analysis for engineering structures.