羧甲基纤维素叠氮化铅微装药压力与密度关系试验研究

微尺寸下的压药压力与装药密度的关系是微机电系统(MEMS)引信装药密度、装药量及其爆轰特性研究与设计的基础性能参数。本实验采用容积法对微尺寸0.9mm和常规尺寸5.28mm直径的羧甲基纤维素叠氮化铅(简称羧铅)压药压力与装药密度的关系进行了研究,分别得到两种尺寸装药的拟合公式及其关系曲线,由此得出微尺寸与一般尺寸的压药压力与装药密度关系存在不同,其原因可能为冲头与管壳配合的摩擦力不同,同时得到了两种装药孔隙率和应力之间的关系。     

Zr/KClO4激光点火延迟时间与装药密度的关系

采用光纤插入式激光点火器测定了Zr/KClO4点火药的装药密度和压药压力的关系及激光点火延迟时间和装药密度的关系,得出在压药压力5~130 MPa范围,对应的装药密度变化为0.94~1.39 g.cm-3;在密度1.0~1.38 g.cm-3范围,对应的点火延迟时间变化为2.83~0.54 ms。在装药密度≤1.25 g.cm-3时,点火延迟时间随密度变化较快,装药密度≥1.30 g.cm-3时,点火延迟时间随密度增加趋于稳定,最短点火延迟时间约为0.54 ms。在装药密度较低时,如低于1.07 g.cm-3,对应压药压力低于30 MPa,实验数据散布较大。     

小尺寸装药爆轰在有机玻璃隔板中的衰减规律

利用锰铜压阻传感器法测量了某聚奥传爆药在不同直径下的小尺寸装药爆轰输出冲击波经不同厚度有机玻璃隔板衰减后的冲击波压力,通过对实验数据进行拟合,得到了有机玻璃介质中冲击波衰减系数与装药直径的指数型关系.实验中传爆药装药密度为90%的理论密度,约束条件分45#钢和有机玻璃两种,装药直径为1.5 mm、3 mm、5 mm和8 mm.结果表明: 衰减系数随装药直径增大而减小,装药的约束条件越弱,这种变化越明显.     

分步压装药工艺及装药参数的实验研究

分步压装药工艺技术综合了螺旋装药与油压机压装的优点,广泛应用于大口径榴弹系列产品、火箭弹、导弹等战斗部装药.该工艺的主要技术指标为装药密度,实验过程中采用代用品及模拟弹着重分析装药直径与装药密度的关系、螺杆直径与装药密度的关系以及压力与装药密度的关系.结果表明:选取合适的螺杆并且控制压力是提高装药密度以及密度一致性的关键.     

装药密度对钝化黑索今慢速烤燃特性的影响

为了提高传爆药在武器弹药系统中的安全性,利用自行设计的慢速烤燃装置,测定了钝化黑索今在不同装药密度下的慢速烤燃特性.实验结果表明:在慢速升温条件下,烤燃温度由主体炸药RDX的分解温度决定,并随着装药密度的减小,空隙率的增大,传爆药发生反应的剧烈程度增加.在装药密度为最大理论密度的80%～90%之间时,80%的烤爆输出能量最大.因此提高装药密度有利于降低传爆药的热易损性能.     

装药密度及尺寸对RDX基含铝炸药爆压爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同装药密度和尺寸下的RDX基含铝炸药的爆压和爆速,拟合出了爆压、爆速与装药密度的关系式,研究了装药密度和尺寸对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响。结果表明,随着密度的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速均增加;当装药直径和装药长度分别达到20 mm和40 mm时,RDX基含铝炸药已经达到稳定爆轰,装药直径和装药长度再增加,爆压和爆速基本不变。     

基于CE/SE方法的某大口径火炮模块装药内弹道数值模拟

建立了基于CE/SE方法的模块装药一维两相流内弹道数学模型,并利用该模型对某大口径火炮的发射内弹道过程进行了模拟,获得了膛压、气相速度、空隙率等内弹道参数的时间演化过程和轴向空间分布规律。通过将膛压曲线和内弹道相关参数的模拟结果与试验结果的对比,验证了模块装药一维两相流内弹道数学模型的正确性。利用该模型研究和分析了可燃容器能量以及装药长度等参数对内弹道环境的影响。结果表明,可燃容器能量越大或者装药长度越小,膛内压力波动现象越明显,膛底和坡膛处压力与时间曲线均会产生压力双峰现象,且最大负压差以及膛底、坡膛压力曲线的初峰值随着可燃容器能量的增大或者装药长度的减小而逐渐升高。研究结果对指导大口径火炮装药设计、内弹道环境优化设计具有重要意义。     

分步压装装药工艺参数对装药密度及密度分布的影响

用模拟药和可退模开合弹对不同分步压装装药工艺参数进行实验,并对装药密度和轴径向密度分布进行检测,分析分步压装工艺参数变化对最终装药密度和密度分布的影响。试验结果表明:随着螺杆直径的增大,周边和平均装药密度均呈上升的趋势;装药过程中初始压力越高,越有利于提高装药密度和密度分布,当压力达到一定值后,装药密度趋于一致;螺杆距弹体底部间距越小,底部越容易压实,密度越高;螺杆每次带入的进料量越少,压制次数越多,密度均匀性越高。该研究为加快分步压装装药工艺的推广应用打下了基础。     

深钝感球扁药混合装药的势平衡理论模拟

应用势平衡理论及深钝感球扁药混合装药膛内实际燃烧规律,建立了某火炮球扁药混合装药的内弹道解法,以坡膛处测得的压力时间曲线为标准,利用势平衡理论内弹道方程进行了数值模拟,结果表明模拟计算曲线与火炮实测曲线基本一致.数值模拟的结果表明内弹道势平衡理论在本研究中提出的高装填密度装药系统中的应用是可行的,扩展了内弹道势平衡理论的应用范围.     

抗高过载装药结构爆轰点火内弹道两相流仿真

为了研究抗高过载装药结构下采用爆轰点火时火药颗粒的运动和燃烧情况,以及此种装药结构下的点传火特性,在试验研究的基础上,建立了抗高过载装药爆轰点火过程的轴对称二维两相流计算模型.通过编程计算求解了高装填密度下,点火过程中药床内各物性参数的变化情况,依据计算结果列出了部分典型时刻的压力分布图和固相空隙率分布图.通过对点火过...     

火炮膛内压力波研究述评及展望

自本世纪50年代以来,对膛内压力波的研究已引起火炮、弹丸、引信和装药的设计者们所普遍的关注.本文从实验和理论研究的两个方面,介绍膛内压力波研究的历史及状况,并着重对压力彼的产生机理、定量描述、数值模拟和抑制技术等几个方面进行比较详细的综述.最后,对压力波今后研究工作提出展望。     

模块装药膛内火焰扩散过程的理论研究

模块装药结构的复杂性增加了膛内发射过程实验诊断的难度与不可预计性。本文建立了两相流内弹道模型，考虑了模块运动以及初始装填分布等多方面因素，利用该模型计算结果与实验结果吻合得较好。该模型及程序可以用来模拟模块装药内弹道早期点火，火焰扩散，装药床的移动以及压力波的发展过程，从而为这类装药的设计提供了理论依据。     

用有限单元法计算厚壁圆管疲劳寿命

用二维有限元计算应力强度因子的近似值,通过修正系数F的修正得到较精确的应力强度因子KI。利用Paris方程作为厚壁园管内表面裂纹扩展速率模型并给出方程系数,从而计算了厚壁圆管内表面裂纹扩展深度与压力循环次数的关系,计算结果与实验结果相吻合。在此基础上,计算实验模拟管的疲劳寿命,给出了压力-疲劳寿命关系曲线;最后,给出了具有内表面裂纹的高压厚壁圆管的疲劳寿命的保守计算。     

侵彻单层和多层靶时战斗部装药损伤及热点生成机理研究

针对当前钻地战斗部在复杂冲击环境下装药安定性影响机制研究难题,采用裂纹摩擦、孔洞塌缩两种热点生成机制细观模型,开展了侵彻单层和多层两种典型靶板的战斗部装药动态响应、损伤演化及热点生成对比研究。给出了战斗部在单次或多次冲击载荷下装药内热点产生的不同机理,并与战斗部地面装药安定性试验进行了对比。结果表明：相比单层靶,侵彻多层靶时战斗部经受多次冲击及姿态偏转,容易使装药内产生损伤,发生裂纹摩擦或孔洞塌缩进而导致热点产生,多次冲击环境使得装药头部和尾部都为危险区域;通过不同侵彻速度、炸药断裂韧性、初始孔隙率等影响因素对比分析,发现降低应力幅值、减少装药在壳体内振荡次数、提高炸药材料自身强度性能、减少装药初始疵病,均是提高装药侵彻安定性有效手段。     

火药床压缩模量及颗粒间应力

本文实验测试了具有不同初温和不同粒度的火药床的压缩规律，得到了压缩模量。压缩火药床的应力－应变关系在相对压缩量为20％的范围内仍然是线性的。根据火药床的一维波动方程特征线分析颗粒间应力变化规律。最后给出了有实用价值的颗粒间应力公式。     

PBX装药弹体侵彻混凝土薄板的数值模拟

为探究浇注型高聚物粘结炸药(PBX)装药在弹体侵彻过程中的力学响应和损伤分布情况,将孔隙压塌损伤、炸药晶体破碎损伤和粘结剂脱粘三种损伤形式的演化规律引入粘弹性本构模型,拟合了浇注型PBX在不同温度下的低应变率至中高应变率的力学响应,利用动力有限元数值软件模拟了含装药弹体侵彻混凝土靶板中炸药的力学损伤响应,分析了炸药应力波的传播、压力分布和三种损伤分布及演化。结果表明,加载初期炸药装药的头部承受较大的压缩应力,当应力波传播至尾部反射回拉伸波时,由于弹体的惯性作用,装药尾部和壳体内表面发生撞击,迅速形成高压区,压力高至0.25 GPa,因此装药头部和尾部损伤较为严重,应作为重点防护区域。     

TNAZ的第一原理分子力学力场

分子力学力场的适用性和准确性是制约分子模拟应用的瓶颈。本文依照TEAM力场的研发思想,推导了1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)的全原子第一原理分子力学力场。键参数和电荷参数拟和自第一性原理计算结果,范德华参数迁移自文献报道并通过模拟TNAZ液相密度和蒸发焓进行了优化。通过分子力学、分子动力学模拟,计算了TNAZ分子的气相、液相和晶相性质对参数进行了验证。验证结果显示气相分子的结构、能量、振动性质,液相的密度、蒸发焓,晶体结构、晶格能等结果与实验测定一致。同时预测了TNAZ晶体的热胀性质、等温压缩等性质。模拟得到的热胀曲线在整个凝聚相内显示出三个具有不同热胀率的区段。其中300K下TNAZ晶体体积较400K下减小约13%,与实验观测吻合。300K下等温压缩到10GPa,体积减小约28%,与文献报道的理论值一致。     

Mg-Al／PTEE烟火药爆炸性能的研究（英）

The object of the research are explosive properties of the pyrotechnic composite consist of fine grade magnesium-aluminium powder(PAM)and highly dispersed polytetrafluorethylene(PTFE).The composite reveals high resistance to all mechanical and thermal impulses and is extremely sensitive to hot sparks and open fire.The burning rate of the composition changes from 1 cm·s-1 to 100 m·s-1 along with decreasing its density.Charges of the composition with density below 1 g·cm-3 burn so violently,that the phenomena is similar to explosion.Charges with density above 1.1 g·cm-3 burn relatively rapidly and stably.The main part of the paper concerns the pressure impulses in the air generated during high-rate burning of the composition of bulk density.The nature of the generated pressure impulse is not that of a typical shock wave.A rise of pressure over the distance from the point of explosion to the maximum value lasts 50-100 milliseconds,while for shock waves this factor is less than a microsecond for equivalent charges.The methods of initiation of the composition influence the shape and parameters of the pressure impulse.The explanation of the nature of great changes of the composition burning rate has been proposed.The effect described in the paper was used for evaluation of explosive pressure resistance of industrial doors and windows.     

炸药压制工艺参数对空心装药质量影响的仿真研究

空心装药通常采用压制成型工艺,为了研究工艺参数对装药质量的影响,采用基于连续介质力学的方法,建立了空心JO-9159炸药压制过程有限元仿真模型,仿真分析了JO-9159炸药压制成型过程的相对密度、位移以及等效应力变化规律。在此基础上,针对压制速率、初始相对密度以及摩擦系数3种主要工艺参数对JO-9159炸药压制成型质量的影响进行了仿真与分析。结果显示:压制过程中JO-9159炸药粉末主要是轴向流动,靠近阴模区炸药流动相对缓慢;压制速率为0.5 mm·s^-1时、摩擦系数为0.25时,成型后装药相对密度较为均匀,回弹量较小。