一种可实现水下爆炸参数连续测量的新型电测方法

为解决传统商用探针的测试波形易出现间断跳跃等振荡问题,通过对外界杂电、超前空气冲击波和金属射流的抑制和消除,自行研制了一种新型连续电阻丝探针,并设计了一种可在单次试验中对炸药爆速和水下爆炸近场参数进行连续测量的方法。运用该方法测量得到了密度为0.927 g/cm3铵油炸药的爆速为3 406 m/s,爆压为3.418 GPa,绝热指数γ值为2.146,爆轰产物-水界面夹角为7.422°,同时获得了柱状装药的斜冲击波波阵面。实验结果表明,该方法准确可靠,为炸药状态方程的反演计算提供了一种新的实验测量手段。     

组合式电磁粒子速度计实验方法的研究及应用

设计了一种组合式电磁粒子速度计，用其研究了HMX为基和TATB为基炸药的冲击起爆过程。粒子速度计所测波形较好地反映了炸药在冲击波作用下向爆轰转变的过程。冲击波跟踪器测量结果表明，TATB为基炸药在14．9 GPa冲击压力条件下转爆轰的距离约为5．05 mm。     

非均质炸药殉爆试验数值模拟

为了确定影响非均质炸药在冲击波作用下殉爆的主要因素,对冲击波作用下炸药殉爆过程进行了数值模拟研究;运用LS-DYNA3D软件对模型中不同情况的主发药和被发药进行了数值模拟,结合冲击起爆临界判据对模拟结果进行了验证.结果表明:殉爆距离与主发药的爆轰压力和被发药的爆轰感度以及主被发药的形状关系密切,与被发药是否施加约束无显著关系.     

重铵油炸药热参数的计算和热分解特性的研究

为了解重铵油炸药的热分解动力学,运用微量量热法(MC)研究了3种常用的重铵油炸药:25/75、50/50、75/25(乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比)的热分解特性。以升温速率为0.2 K·min-1时的C80热流速曲线数据为基础,求解了3种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(ln A),并运用B-W法建立3种炸药的爆炸反应方程式,计算其热化学参数。结果表明:随着乳胶基质含量的增加,重铵油炸药的爆热、爆温值均呈下降趋势,乳胶基质抑制了固态硝酸铵的晶型及固-液相转变,且重铵油炸药的热安定性高于乳化炸药的热安定性。     

DNTF基钝感传爆药冲击波感度与小尺寸传爆性能研究

为了改善DNTF基传爆药的冲击波感度,同时不显著降低其沟槽装药传爆性能,选择了几种钝感炸药和钝感剂,研究了其对DNTF基传爆药传爆能力的影响,并测试了钝感配方的冲击波感度.结果表明:当DNTF与TNT、DNAN形成低共熔体,并采用TATB、石蜡、聚酯混合钝感,体系中DNTF含量为50％～ 60％时,装药爆轰波直线传播的...     

亚毫米级金属微粒的爆炸驱动:模型与数值计算

为准确描述重金属粉末嵌层碳纤维复合材料(CFRP)壳体静爆下对人员目标的毁伤效应,验证其低附带毁伤特性,着重分析重金属颗粒群、爆轰产物、冲击波前沿三者间的时程关系及相互耦合作用下的终点毁伤效应。结合理论分析和试验研究,获得了重金属粉末嵌层CFRP壳体战斗部等效简化结构模型。在Visual C++语言基础上,采用二维数值模拟程序和Tecplot后处理软件,分析爆轰驱动过程中不同装药条件对粒子、爆轰产物和冲击波前沿时程关系的影响规律。结果表明,颗粒追赶距离随密度增加而增加,随着颗粒质量分数增加,粒子追赶冲击波和爆轰产物的距离增大。     

用简单方法测定爆轰序列时间差（英）

同步起爆装置的时间差,包括不同雷管的起爆时间差,传爆药爆轰波成长的时间差以及爆轰波最后达主炸药的时间差,可通过印在柔性圆盘钢靶板上的道氏沟槽线的距离来测量,测量误差小于０．１μｓ。     

含双芳-3发射药的灌注炸药爆轰性能

采用灌注成型工艺,将含敏化剂的含能灌注液填充于废弃的双芳-3发射药颗粒的空隙中,制备出灌注炸药。通过见证板试验、高速摄影、空中爆炸及水下爆炸试验分别研究了其爆轰性能、冲击波超压及能量输出特性。结果表明,采用灌注工艺,可制备性能优良的灌注炸药;随着敏化剂含量的增加,炸药的爆轰感度显著提高,但其爆速、冲击波超压及水下爆炸能量输出变化较小;该炸药的密度可达1.52 g·cm-3,爆速6600 m·s-1(Φ60 mm),比例距离为1.65～4.50 m·kg-1/3时TNT当量系数略大于1,比冲击波能及总能量分别为1.57,4.16 MJ·kg-1,高于常用的工业炸药,略低于TNT。     

新型粉状铵油炸药实验研究

为解决当前粉状铵油炸药爆速略低的问题,选用C—O—H燃料作还原剂与硝酸铵水溶液、表面活性剂在减压条件下脱水干燥,研磨过筛,得到新型粉状铵油炸药,分析了表观形貌和热稳定性能,并对其机械感度进行了测试,研究了装药密度对爆速的影响,对新燃料提高粉状铵油炸药爆速的原因进行了分析.结果表明,该炸药混合均匀,热稳定性好,在密度0....     

填充介质对火药装药爆轰性能的影响

为了研究火药颗粒在不同介质中的爆轰性能,在火药颗粒空隙中分别均匀填充水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶,通过板痕试验及测时仪法研究了不同填充物对火药装药爆轰性能的影响,并与无填充物的装药进行了对比;测试了灌注液的氧平衡对火药装药水下爆炸能量的影响。结果表明,水、氧化剂溶液、氧化剂凝胶等密实介质的加入,有利于爆轰冲击波的成长及传播,装药的爆速逐渐增加。火药颗粒装药中填充含氧化剂的密实介质后,能稳定爆轰并具有良好的爆轰性能,爆速6.4 km·s~(-1)。随着氧平衡的提高,火药装药的水下爆炸能量逐渐增加,总比能量与其氧平衡存在显著的线性关系。与岩石乳化炸药、铵油炸药相比,含火药装药的比冲击波能较高,其值大于1.0 kJ·g~(-1),总比能基本相当。     

新型粉状铵油炸药实验研究

为解决当前粉状铵油炸药生产工艺复杂,爆炸能量低的难题,在105～110℃将硝酸铵与地蜡、表面活性剂、吸附剂和水混溶制成浆状混合液,并在真空度为-0.07～-0.09MPa压力下脱水干燥,研磨过筛,得到粉状铵油炸药。分析了炸药微观结构和感度,研究了装药密度对炸药爆速和水下爆炸能量的影响。结果表明,该炸药各组分混合均匀,安全性好,当炸药最佳装药密度为0.91～0.94g.cm-3时,爆速大于4000m.s-1,水下爆炸能量接近于理论计算爆热值。     

铝粉尘云团爆轰温压效应的数值模拟

为研究粉尘云团形成的爆轰波在空气中传播过程及对周围环境的温压效应和毁伤规律,采用时-空守恒元解元算法两相流模型模拟了当量比为1,颗粒半径为2 μm的悬浮铝粉尘均匀分布形成的半径3.0 m的云团在空气中的爆轰波传播过程。研究结果表明：在冲击波到达云团边界处3.0 m位置时压力达到最大值2.10 MPa,而后压力产生衰减;冲击波到达4.7 m时铝粉尘全部反应完毕无剩余;铝粉尘反应形成的火球会向外运动可到达10.0 m处,火球内中心区域为温度3 500 K 以上、密度0.120 kg/m³的高温低密度区域;冲击波到达24.5 m处超压为0.10 MPa,达到致人死亡标准;冲击波到达28.0 m处时超压为0.09 MPa,可致人严重损伤。     

传爆药柱直径对主装药爆轰成长特性的影响

为了更好地研究传爆序列中主装药在传爆药作用下的爆轰成长特性,采用高速扫描相机,捕捉主装药柱中爆轰波沿侧面轴线的传播轨迹,结合数值模拟计算分析了起爆传爆过程。研究表明,与奥克托今（HMX）基理想炸药相对比,传爆药的尺寸变化对TATB基非理想炸药爆轰波的发展过程影响更明显,特别是当传爆药柱尺寸减小至Φ10 mm×5 mm时,TATB基炸药爆轰波的成长距离更长,爆轰波发展至40 mm位置处才趋于稳定爆轰。与一维冲击起爆过程不同的是,小尺寸传爆药柱冲击起爆作用下,主装药柱中爆轰成长过程表现为二维效应,因此沿轴向和径向化学反应速率的明显差异对爆轰传递的可靠性起重要作用。     

固体炸药的反应速率方程与冲击波感度

研究了固体炸药反应速率方程中的系数与冲击波感度之间的关系。通过比较８种炸药的速率方程系数，发现点火因子Ｉ、燃烧生长因子Ｇ和耦合生成因子Ｘ能与冲击波起爆过程的各种特征相对应，从而用这三个因子的特定组合定义了３个冲击波感度参数，分别描述固体炸药的点火感度、爆轰感度和耦合强度。     

炸药在空气中爆炸冲击波的地面反射超压实验研究

为进一步研究炸药在空气中爆炸的冲击波参数,对梯恩梯（TNT）、HL0（黑索今（RDX）95%+石蜡（Wax）5%）和HL15（RDX 80%+Wax 5%+Al 15%）3种炸药不同距离处的冲击波反射超压进行了测试。实验结果表明：相比HL0和TNT,HL15在距爆炸中心3 m、4 m和5 m处的峰值超压最大;随着距离的增加,在7 m、9 m和12 m处,3种炸药的冲击波峰值超压越来越接近。采用幂指数公式对3种炸药的冲击波超压与对比距离之间的关系进行拟合后发现：在距离R≤2.6 m时,3种炸药的峰值超压大小顺序为HL0≥HL15>TNT;当2.6 m HL0 >TNT;对于指前因子k值,HL0>HL15>TNT;对于衰减系数α值,HL0> TNT>HL15;k值和α值共同决定着冲击波反射超压大小;幂指数拟合公式在取对数后为线性关系,在外推时得到的数据更接近实验值,因此可以作为研究炸药在空气中爆炸的地面反射超压经验公式。     

灰色关联分析在温压炸药配方设计中的应用

为研究固体温压炸药主体组分及配比对爆炸性能的影响规律,在1 kg量级装置静爆试验的基础上采用灰色关联方法分析5种组分原材料对冲击波超压的关联程度。结果表明,与距爆心3 m处冲击波超压正相关的因素依次为:高能炸药(RDX)、超细AP(3μm);而与距爆心9 m处冲击波超压则为:特细铝粉Ⅱ(6μm)、特细铝粉Ⅰ(25μm)、工业AP(120μm)。说明,高能炸药、超细AP对较近距离冲击波超压具有主要贡献,而对较远距离冲击波超压贡献作用较小;两种粒度的特细铝粉和工业AP对不同距离处冲击波强度的作用则与之相反。     

低温下HMX混合炸药小尺寸传爆的可靠设计

通过采用精密压装装药技术,对以细颗粒 HMX 为主体的混合炸药在低温-40℃条件下的爆轰波传播特性进行了试验研究,确定了该炸药的爆轰波侧向三通传播的临界尺寸为 SP 0.999 =0.56mm2;采用方形沟槽装药时,可以设计沟槽尺寸在0.79mm×0.79mm～0.89mm×0.89mm 之间。研究结果表明,该炸药低温下爆轰波侧向三通传播的临界尺寸较小,可用于爆炸逻辑网络装药。     

金属爆炸焊接用低爆速膨化铵油炸药实验研究

将膨化硝铵与柴油按94.55.5质量比混制为铵油炸药,并与混合稀释剂按不同质量比混合后,以自然堆积状态和不同的铺设药厚,测量混合炸药爆速和密度.结果显示,当稀释剂含量从20%增加到60%时,混合炸药的爆速(药厚:30 mm)由3100 m·s-1降到2100 m·s-1,炸药的密度也由0.615 g·cm-3增加到0.76 g·cm-3(稀释剂含量: 20%～50%);稀释剂含量为50%的混合炸药,当药厚在25～50 mm范围内时,爆速保持在2300～2360 m·s-1之间.用含35%稀释剂的混合膨化铵油炸药对SS304/16MnR进行的爆炸焊接试验表明,该混合炸药能够用于金属材料的爆炸焊接.     

基于ABAQUS软件的舰船二维水下爆炸空化效应研究

水下爆炸作用下结构冲击响应的模拟与仿真是一个多学科交互的复杂领域,诸如炸药水下爆轰过程、冲击波传播、气泡特性和脉动载荷、空化效应、自由面效应和流固耦合等。利用ABAQUS软件对舰船中横截面进行了二维水下爆炸空化效应研究,模拟了空化对结构的二次加载过程。     

燃料空气炸药爆轰产物JWL状态方程参数计算

炸药爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程参数一般由圆筒试验确定,但圆筒试验并不适用于宏观上呈云雾状态的燃料空气炸药(FAE)。为确定FAE爆轰产物的JWL状态方程参数,基于外场FAE爆轰试验数据,引入反向传播神经网络联合遗传算法(BPNN-GA),建立适用于FAE的状态方程参数计算方法,并与单爆源和多爆源的外场试验结果对比。研究结果表明：引入BPNN-GA可以简化状态方程参数优化过程,提高了寻优速度和精度;基于FAE爆轰产物JWL状态方程参数,建立单爆源与多爆源的FAE云雾爆轰模型,数值仿真所得的冲击波轮廓与实际爆轰冲击波形貌一致,单爆源与多爆源50 m测点处地面峰值超压仿真值与试验值的最大偏差分别为9.0%和11.1%.