爆炸螺栓作用过程的仿真研究

针对某典型结构的爆炸螺栓,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,选用4种具有不同爆速、爆压参数的药剂进行了仿真计算,得到了适用于该典型结构爆炸螺栓的药剂,并对采用该药剂的爆炸螺栓具体作用过程进行了仿真分析研究,计算得到的分离断口、分离速度和分离现象与工程实际基本吻合。     

爆炸螺栓分离动力学仿真分析研究

为了避免爆炸螺栓分离解锁后引发高速冲击破坏及爆炸螺栓可能沿对接孔回弹的问题,在爆炸螺栓盒内设计挡片、弹簧片、缓冲块结构来降低爆炸螺栓盒受到的冲击,同时弹簧片上的耳片结构在爆炸螺栓回弹时对其卡滞防止爆炸螺栓突出分离面。采用ABAQUS显示动力学软件对爆炸螺栓通过弹簧片、最后撞击到缓冲块的过程进行动力学仿真分析,定量分析了挡片、弹簧片对爆炸螺栓冲击速度的影响,对冲击载荷下爆炸螺栓盒体强度进行评估,并开展爆炸螺栓收纳试验验证。结果表明：所设计的爆炸螺栓盒能够实现对爆炸螺栓的有效收纳,其盒体结构强度能够满足冲击载荷下的使用要求。     

水基灭火装置爆炸抛洒成雾运动特性研究

为了研究爆炸驱动水成雾灭火作用过程,研制一种简易水基爆炸灭火装置。针对4种不同几何尺寸的灭火装置,采用HX-3型高速摄像机记录水雾与柴油火作用全过程。通过研究水基灭火装置爆炸抛洒灭火过程,认为爆炸驱动水抛洒运动分为3个阶段:喷射阶段、过渡阶段和弥漫阶段;理论分析和估算了抛洒过程中水雾的速度、半径以及作用时间;分析了灭火装置几何尺寸因素对抛洒运动特性参数及灭火效果的影响。研究表明,灭火装置的长径比、比药量以及水的质量会对水雾爆炸抛洒过程造成影响。     

小型抗拉力和扭矩爆炸螺栓的结构设计

为使小型爆炸螺栓在抗拉力的同时,抗扭矩性能得到提高,进行了小型爆炸螺栓薄弱环节结构设计.通过计算抗拉力值及扭矩值,并与传统结构设计相比较,可知该设计比传统设计的抗拉力能力提高1.59倍,抗扭矩能力提高1.46倍.     

中小型航天器爆炸螺栓解锁冲击响应特性

爆炸螺栓在中小型航天器分离中有着广泛应用,在解锁过程中会产生高频、强瞬态冲击波,对航天器内部搭载设备形成冲击,因此爆炸螺栓解锁引起的航天器冲击响应是航天工程中必须考虑的问题.基于有限元分析软件Abaqus,采用耦合欧拉-拉格朗日算法建立爆炸螺栓三维流体与固体耦合模型,对爆炸过程进行计算.通过爆炸过程的计算结果,分析螺栓解锁过程中的冲击响应特性,并与试验数据对比验证爆炸螺栓模型的有效性.结果表明,爆炸螺栓解锁可分为爆炸和撞击两个过程,撞击过程产生的冲击响应较爆炸过程更剧烈,其加速度谱峰值约为爆炸过程的3倍.     

安全可靠的火工品点火电路设计

针对火工品点火电路的高安全性与高可靠性的要求,进行了点火电路的设计研究。以导弹爆炸螺栓为例,分别设计了电源延时供电、点火控制和起爆执行的系统控制电路。应用结果表明：该电路设计能可靠实现爆炸螺栓安全准确的点火控制,可有效防止发生误爆,保障设备、人员安全,可为相关火工品点火控制电路设计提供参考。     

爆炸螺栓捕获器设计及捕获可靠性研究

针对大质量机动再入飞行器和高载荷条件,提出一种爆炸螺栓捕获器设计方案,并对爆炸螺栓的分离捕获过程进行了仿真计算;设计了可捕获可靠性试验,利用空气炮模拟爆炸螺栓分离冲击;通过高速、低速边界捕获试验,对捕获可靠性进行了评估.结果表明:捕获器设计方案及仿真计算正确,单个捕获器的捕获可靠度达到0.9999.     

爆炸螺栓作用同步性对弹丸着靶影响规律

针对火箭橇试验中弹丸终点弹道参数的准确性直接影响到弹丸终点效应评估的真实性,提出爆炸螺栓作用的时序及同步性对弹丸运动参量及着靶姿态的影响规律;利用CFD-FASTRAN气动力分析软件进行了数值模拟研究,分析了弹丸着靶运动参量及着靶攻角的变化关系,从中得出了爆炸螺栓作用的时序及同步性对弹丸运动参量及着靶姿态的影响规律;结果表明：爆炸螺栓作用时序及同步性对弹丸的运动参量及着靶姿态的影响较小。     

爆炸载荷作用下玻璃钢防护结构破坏分析

对航天器分离装置的爆炸作用过程进行了数值模拟研究和试验验证。探讨了玻璃钢防护结构动态力学性能测试和本构参数标定方法,并对玻璃钢防护结构的破坏作用过程进行了分析。分析结果表明,在爆炸载荷作用下拉伸破坏和剪切强度破坏是玻璃钢防护结构破坏的主要形式。     

大储能爆炸金属丝模拟源的可能应用

利用大储能爆炸金属丝在固体岩石介质中爆炸,产生类似于地下爆炸的物理化学环境是有可能的。我们利用储能为122.1千焦耳的MY5-180型和储能为232千焦耳的MY30-19型装置作为能源,用粉砂岩和石灰岩作为介质进行了实验。根据实验结果估算,可以得到大约1.4克左右的玻璃体。爆炸丝线路、样品室几何形状、触发开关、金属丝参数及充电电压是影响金属丝在岩石介质中的爆炸能量和玻璃体生成量的重要因素。对装置进行适当地改进并合理选择匹配参数就有可能增加实验中的玻璃体生成量。     

航天火工分离装置捕获结构性能仿真及优化研究

为避免航天火工分离装置在分离过程中产生对箭（弹）体有害的分离多余物,需要设计相应的多余物捕获装置（以下简称捕获器）。国内外对捕获器结构设计方面的理论研究较少,传统的设计普遍依赖于试验研究。以狭小空间下爆炸螺栓捕获器为研究对象,在显式动力学理论基础上,对捕获器的工作过程进行了仿真分析,定量分析了关键几何尺寸对捕获效果的影响,提出一种优化的捕获器结构,为中国新一代运载火箭捕获器的研制和选型提供依据。     

安全可靠的火工品点火电路设计

基于火工品点火电路的高安全性与高可靠性的设计思想,提出了一种应用于导弹爆炸螺栓点火电路的设计方案,并给出了详细的电路设计。该方案从点火电路工作原理入手,通过简单电路设计实现了爆炸螺栓安全准确的点火控制,在提高点火安全性的同时兼顾了点火的可靠性,可有效防止爆炸螺栓误引爆,保障参试人员安全。     

预控破片战斗部威力场可视化仿真系统设计

为了准确描述预控破片战斗部爆炸过程,设计并建立了虚拟战斗部爆炸仿真系统。该系统通过各功能模块集成,实现了战斗部爆炸威力场的动态生成,在UG几何建模和LS-DYNA数值仿真结果的基础上,通过材料参数修改和算法改进,实现预控破片场可视化仿真,利用C++进行接口处理程序开发,得到预控破片飞散特性数据文件。以某型预控破片战斗部为例进行了实例分析,仿真结果与理论基本一致,验证了模型建立的有效性和仿真系统的可靠性,为预控破片战斗部设计和效能评估提供参考。     

一种用于民防演练的炸点显示爆炸装置设计

为了提高民防演练炸点显示作业的安全性，研制了一种适合民防演练的炸点显示爆炸装置。针对主要技术要求，提出了一种通用、简易、可行的爆炸装置设计方案，详细介绍了壳体、主装药、高能点火药的设计，并分析了该爆炸装置的作用原理及作用可靠性。实验表明，该爆炸装置作用可靠、安全性高，炸点显示效果逼真，完全可以满足民防演练炸点显示作业要求。     

某火工装置延时失效原因分析与改进研究

为查找某火工装置延时失效的原因,进行了故障排查及失效机理分析。结果表明延时失效的根本原因为该火工装置结构设计不合理,导致在爆炸冲击波作用下装药密封受损,引起瞬发。对原装置进行了改进设计,并对改进后的火工装置进行了试验验证和可靠性评估,结果表明新装置延时正常,其综合可靠性达到了技术指标要求。     

炮口阻拦装置设计与脱壳过程数值模拟

为了实现弹托与弹丸在炮口处的快速分离,设计了一种平衡炮炮口阻拦装置,该装置采用了剪切螺栓和阻拦环的方式,有效避免弹托冲击对阻拦装置和炮管造成的损坏。应用该装置进行了320 mm平衡炮低速加载试验,并利用Autodyn软件对脱壳过程进行数值模拟研究。数值模拟与试验结果的对比分析,验证了数值模拟的准确性。探讨了该炮口阻拦装置用于弹托分离试验的可行性,采用该软件模拟了不同初始速度下炮口阻拦装置的工作性能。结果表明:当速度为100～150 m/s时,弹托分离效果较好; 该炮口阻拦装置设计合理,弹托分离效果理想; 可根据初速设计合理的阻拦装置,为相关研究提供理论参考。     

双层圆柱形爆炸容器弹塑性结构响应的实验研究

本文介绍了平封头的圆柱形双层爆炸容器的设计特点。对其在爆炸载荷作用下的弹塑性动力响应进行了实验研究。在采用了多层容器结构和薄壁钢管能量吸收装置等措施后 ,容器安全地承受了爆炸装置形成的弹片和冲击波的破坏作用。     

一种基于形状记忆合金的低冲击分离装置

为了降低火工分离装置在作用过程中产生的爆炸冲击,提出了一种基于Ni Ti形状记忆合金（SMA）材料的火工分离装置,利用SMA材料在高温下回复原来形状时产生的恢复力为锁止、分离机构提供动力,并对锁止、分离机构及电点火器开展低冲击设计。功能性验证试验表明该火工分离装置在作用过程中产生的冲击加速度值为306g,远低于传统火工分离装置工作过程中的冲击加速度,实现了低冲击的目的。     

某型号战术导弹无污染爆炸螺栓反复拆装技术研究

为满足某型号战术导弹战备使用过程中无污染爆炸螺栓反复拆装的技术需求,开展了爆炸螺栓反复拆装3次的技术研究,采用最大熵可靠性试验法验证产品反复拆装后的工作可靠性能。研究结果表明：爆炸螺栓在规定条件下可以反复拆装3次,拆装后仍满足战术技术指标要求。     

新型的固体导弹分离火工系统

本文介绍的固体导弹分离火工系统，是一种典型的第二代分离火工系统。它由钝感电起爆器引爆非电火工装置，进而引爆末端的爆炸螺栓和推力终止起爆器，从而完成了导弹弹体与再入体的分离。由于该系统将弹体上的无污染爆炸螺栓与固体发动机上推力终止起爆器组成了一个分离火工系统，所以使分离达到了高度地协调一致。经地面及飞行试验证明，该系统工作可靠，分离平稳，姿态扰动小。