温压炸药内爆炸压力特性及威力试验研究

为研究温压炸药内爆炸压力特性和威力,基于爆炸相似律与理想气体状态方程分析建立了冲击波超压及准静态压力计算模型,并利用爆炸罐开展了温压炸药和梯恩梯（TNT）炸药裸药柱内爆炸试验。结果表明：内爆炸压力效应包括冲击波压力和准静态压力,准静态压力上升伴随着冲击波的多次反射,反射结束后准静态压力上升到峰值并维持较长时间;温压炸药内爆炸冲击波超压峰值和准静态压力峰值较TNT炸药分别提高了18.0%和62.9%,基于内爆炸冲击波超压和准静态压力计算得到的温压炸药TNT当量分别为1.18和1.63.     

坑道内温压炸药的爆炸热效应研究

为了研究温压炸药在半密闭条件下的爆炸热效应,以WRe5/26热电偶作为效应物,对TNT、TBX-1及TBX-23种炸药在坑道内的爆炸进行了热响应温度测试。试验结果表明:在坑道环境下,温压炸药具有明显的二次燃烧过程,可形成较长的温度作用时间,表现出较大的温度场效应;与等质量的TNT相比,温压炸药爆炸后产生的温度场范围大、温度高、后续持续时间长,对坑道内的人员和设备能产生更大的破坏作用。     

温压炸药在无氧环境下的能量输出研究

为了研究温压炸药在无氧环境下起爆后的能量输出,建立了温压炸药起爆过程的化学反应方程组,结合温压炸药起爆过程中的能量输出特性,对温压炸药在有氧环境和无氧环境下分别起爆后的能量输出情况,以及在相同装药量下,温压炸药、TNT炸药和梯黑铝炸药在无氧环境下起爆后的能量输出情况进行了计算分析,幵应用26m3的爆炸罐分别测量了2kg 3种炸药在无氧环境下爆炸后的冲击波超压。经对比得出温压炸药在无氧环境下起爆后的能量输出约为有氧环境能量输出的66%,但输出的能量仍为TNT炸药的1.4倍和梯黑铝炸药的1.02倍。     

复杂坑道内温压炸药冲击波效应试验研究

通过在复杂坑道中进行温压炸药和TNT炸药爆炸试验,分别获得了冲击波峰值压力、冲击波冲量和热响应温度曲线。研究了温压炸药爆炸冲击波在复杂坑道环境内的传播规律,并对比分析了温压炸药和TNT炸药爆炸效应参数的特性。研究结果表明:复杂坑道冲击波超压曲线出现几个峰值,随着爆心距的增加,首峰不再是最大峰值;弯道不但能显著减小炸药爆炸冲击波峰值压力,而且还能增大冲击波冲量;温压炸药试样在坑道中的冲击波超压峰值、冲击波冲量及热响应温度普遍大于TNT炸药,并且出现了明显的二次燃烧现象。     

光谱法遥感测定温压炸药爆炸温度的研究

应用带有望远镜的原子发射光谱双谱线瞬态高温测量系统遥测了炸药爆炸的瞬态买时反应温度,该系统的最大时间分辨率可达0.1 μs.实验得到温压炸药的爆炸反应温度-时间分布曲线,并与TNT同条件下的测试结果比较.结果表明,温压炸药爆炸时,产生2 300 K和2 050 K 2个温度峰值,分别对应于温压炸药爆炸反应的第一、第二阶段,TNT爆炸后只出现一个最高温度2 200 K;温压炸药1 900 K以上高温持续时间是TNT的2～3倍.     

温压药剂的热持续杀伤能力研究

使用红外热成像仪分别对不同质量的温压药剂和TNT爆炸火球的表面温度进行了测量,根据实测结果拟合出温压药剂爆炸火球直径、持续时间与装药量的关系式.依据炸药的爆炸特性,计算了温压药剂爆炸火球参数并确定了热毁伤准则,对温压药剂和TNT爆炸产生的不同程度的热可杀伤半径进行了计算.结果表明,温压药剂具有较好的热杀伤效果,高温持续杀伤作用效果尤其明显.     

温压炸药近爆作用下RC梁破坏特征和毁伤规律试验研究

作为一种高能量密度炸药,温压炸药的爆炸毁伤效应及毁伤机理有别于传统炸药。结合敞开空间温压炸药爆炸冲击波及热效应试验,研究温压炸药爆炸冲击波特征及传播规律,采用高速摄像技术和光纤多谱线测温技术分析爆炸火球演化特征及火球表面温度变化规律。为研究温压炸药爆炸荷载对钢筋混凝土结构的毁伤效应,针对两种典型钢筋混凝土梁开展不同比例爆距下的爆炸试验,阐明两种钢筋混凝土梁在不同药量、不同爆距下的破坏特征和毁伤规律。研究结果表明：相比TNT炸药,温压炸药爆炸冲击波具有超压峰值大、正压作用时间长及峰值衰减缓慢的特点,温压炸药爆炸最高温度达到2 400 K,超过1 000 K的高温持续时间超过160 ms,高冲量爆炸冲击及持续高温作用导致钢筋混凝土结构受到更大程度的毁伤破坏。结合药量对毁伤规律的影响,提出钢筋混凝土梁在温压炸药近区(0.20～0.75 m)爆炸荷载条件下基于比例爆距和药量的毁伤判据。     

温压药剂的爆炸温度场测量及热辐射效应研究

运用红外热成像仪分别对温压药剂和TNT爆炸火球的表面温度进行了测量,根据实测结果分析了温度场的分布情况。依据炸药的爆炸特性及热毁伤准则,结合Baker火球模型,对温压药剂和TNT爆炸产生的热辐射效应进行了计算,结果表明：装填20kg温压药剂的模拟战斗部,其造成死亡的平均热毁伤半径远大于30kgTNT的。     

温压炸药爆炸场参数的试验研究与数值模拟

对温压炸药爆炸场超压进行了试验研究与数值模拟,探讨用AUTODYN软件模拟温压炸药爆炸场超压的准确性.研究表明:用AUTODYN软件进行数值模拟可以较为准确与全面地反映温压炸药爆炸场超压分布的特点;计算得到的超压与试验结果相比偏小,比冲量的计算结果与试验结果吻合较好.     

高能、含铝和温压炸药爆炸抛撒实验研究

采用高速运动分析系统观察了高能炸药、含铝炸药和温压炸药爆炸产物抛撒的过程;分析BLOT三种炸药的爆炸产物抛撒运动及后燃特点,得到了温压炸药具有爆炸和后燃二个过程,爆炸场范围大,温度高,后燃持续时间长;高能炸药与温压炸药相比爆炸场范围小,温度低,几乎没有后燃过程;含铝炸药介于温压炸药和高能炸药之间。     

含NTO的TNT基熔铸炸药研究

研究了两种含NTO的炸药配方40NTO／60TNT和25RDX／25NTO／50TNT的主要性能及低易损伤。结果表明,与梯黑炸药相比,含NTO的TNT基熔铸炸药,具有较好的强度和低易损性能。     

等体积下铝氧摩尔比与氧化剂种类对温压炸药爆炸冲击波参数的影响

为研究温压炸药等体积装药条件下铝氧摩尔比和氧化剂种类对其爆炸冲击波参数的影响,在密闭爆炸罐中进行内爆试验。试验中保持温压炸药的主体炸药中RDX与氧化剂配比为2∶1,改变温压炸药中铝粉含量及氧化剂种类,压制成相对密度为95%的等体积药柱。试验结果表明:当温压炸药的铝氧摩尔比在0.6左右时炸药的爆炸冲击波峰值超压、冲量和正压作用时间有最大值;温压炸药中氧化剂用KP取代AP后,冲击波峰值超压和冲量数值略有降低,正压作用时间缩短。     

一种RDX基温压炸药的JWL-Miller状态方程研究

为了研究某RDX基温压炸药的爆炸威力,对该温压炸药进行了Ф25 mm圆筒试验和野外静爆试验,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对圆筒试验的过程进行数值模拟,得到了该温压炸药爆轰产物的JWL状态方程参数。引入JWL-Miller模型对温压炸药在野外静爆条件下的冲击波传播过程进行数值模拟,将模拟结果与试验结果进行比对,确定了Miller模型中的铝粉二次反应速率参数。结果表明:运用所得JWL-Miller模型参数模拟得到的冲击波参数与静爆试验测得数据吻合较好,平均相对误差小于±5%。     

用溶剂萃取法分离废旧梯黑铝炸药TNT组分的研究

分离回收是一种再利用废旧混合炸药的前期工序。利用废旧梯黑铝炸药中TNT和RDX组分在溶剂中的溶解度差异,用甲苯萃取出混合炸药中的TNT组分。对溶液进行冷却重结晶,过滤得到炸药晶体和溶剂。对回收的TNT进行了撞击感度测试、热分析和纯度检测。结果表明,回收的TNT的撞击感度为8%.对回收炸药和新品炸药的DSC曲线对比后发现,回收的TNT的熔化峰温为82.63℃,比新品TNT的低0.03℃,曲线上无RDX的熔化峰和分解峰。回收的TNT纯度为96.3%,纯度较高。     

三叠氮化铝分子结构及爆炸性能理论研究

采用B3LYP/6-311G*方法对三叠氮化铝进行结构优化;理论计算了其密度、升华焓、生成焓,将其作为单质炸药,计算了其爆炸参数,并与TNT作比较;再将其加入硝酸铵与梯恩梯的混合炸药中,按零氧平衡原则预测混合炸药各爆炸参数,并与含有相同质量分数Al的混合炸药作比较.结果表明:三叠氮化铝的爆热、爆容、爆温、爆速、爆压、作...     

温压炸药爆炸能量输出的实验研究

为了指导温压炸药配方设计,研究温压炸药能量输出与组分及实验气氛关系,采用水下爆炸的方法,通过冲击波能、气泡能和总能量分析其能量输出特性。结果表明:在实验条件下,冲击波能和总能量在铝粉含量为40%时最大,分别为338.27 k J和2549.84 k J。气泡能在铝粉含量为50%时最大,为16.08 k J·g-1。含氧量是影响温压炸药能量输出的重要因素。     

爆轰产物导电性的实验测量

建立了炸药爆轰产物电导率的测量方法,测量以HMX和TNT为主体的混合炸药爆轰产物的电导率。研究了铝粉含量对爆轰产物导电性的影响。实验结果表明:添加金属Al后其炸药的电导率明显高于不含铝炸药,TNT(密度1.520g·cm-3)最大电导率为18000Ω-1·m-1。TNT80/Al20(密度1.628g·cm-3)电导率为1.136×107Ω-1·m-1。通过爆温、爆轰产物电子浓度计算发现:同类炸药随着铝粉的添加,爆温增加,电子浓度增加,从而导致爆轰产物电导率增加。     

超临界萃取B炸药实验研究

为了回收废旧B炸药中的RDX,采用超临界萃取技术对B炸药进行了处理,探讨了工艺条件对萃取效果的影响,确定了最佳工艺条件,并且对萃取前后的样品进行了纯度、红外和扫描电镜测试。结果表明:样品中TNT的萃取率和温度、压力以及保压时间有密切关系,当体系温度为51℃、操作压力为35MPa、保压时间为10min时,TNT的萃取率最高,萃取效果最好,RDX的纯度可以达到88%。     

黑索今基含铝炸药烤燃实验和数值模拟

含铝（Al）炸药在烤燃过程中,Al粉会改变炸药内部传热机制从而影响炸药热反应,因此需要研究含Al炸药热反应特征。采用多点测温烤燃法,对压装黑索今（RDX）/石蜡（WAX）（96/4）炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部不同位置处温度变化;结合数值模拟计算,标定了RDX炸药反应动力学模型参数;分别采用多点测温烤燃法和烤燃弹法,对压装RDX/Al/Binder（60/31/9）和熔铸梯恩梯（TNT）/RDX/Al（60/24/16）两种含Al炸药进行了烤燃实验,获得了炸药内部温度变化及点火时间。建立含Al炸药热反应计算模型,计算分析了炸药热反应特征。对RDX/Al/Binder考虑了Al粉的吸热和热传导;对TNT/RDX/Al考虑了相变及多步热分解反应,并采用多组元网格单元计算法同时考虑Al粉的吸热;对炸药烤燃实验进行了数值模拟计算,通过与实验结果比较验证了计算结果的准确性。研究结果表明：Al粉的加入会加快压装RDX/Al/Binder（60/31/9）含Al炸药内部的传热速率,缩短其点火时间,降低炸药热安全性;Al粉的加入对铸装TNT/RDX/Al（60/24/16）含Al炸药的传热过程没有显著影响。     

炸药材料性能参数对JPC成型的影响

为了研究炸药对JPC成型的影响规律,运用ANSYS/LS-DYNA仿真软件,分别对PETN、SEP、TNT、B炸药8、701共5种不同炸药组成的成型装药所形成的JPC进行了数值仿真研究,得出了炸药的密度、爆速和爆压对杆式侵彻体速度、长径比等成型参数的影响规律。研究结果表明,当炸药材料密度从1.26 g/cm3增加到1.78 g/cm3时J,PC侵彻体长径比增加了78%,头部速度增加了45%。试验得到了8701炸药环形多点起爆形成JPC的X光照片,试验结果与仿真结果较吻合。