球形装药近距离爆炸正反射冲击波实验研究

对于大当量爆炸容器设计,准确的爆炸近区正反射冲击波压力和冲量数据至关重要。通过实验方法获得了比距离为0.098～0.5 m/kg1/3范围内球形装药爆炸正反射冲击波压力峰值、冲量和）中击波到时,并结合文献[1-2,4]中的数据,拟合得到了压力峰值、比冲量和比例时间与比距离的经验关系式。结果表明：压力峰值随比距离增大呈指数衰减;反射冲量与爆炸当量成正比,与距离的平方成反比。     

冲击波压力比冲量求取方法探讨

针对工程实践中常用数值积分法求比冲量时结果出现的漂移问题,提出了使用稳定化数值积分法求取冲击波压力比冲量。该方法利用稳定系统自身的特性能有效的抑制积分结果漂移。通过对云爆弹爆炸冲击波比冲量计算结果的对比,验证了稳定化数值积分法的有效性。     

负压条件下柱形爆炸罐内爆炸波传播规律

为分析负压条件下柱形爆炸罐内爆炸波的传播特性,自行设计尺寸为320 mm× 430 mm的 可调真空度柱形爆炸罐,开展不同真空度条件下的内爆实验。通过内爆实验研究,获得了不同真空度下爆炸波的传播速度u、超压Δp、比冲量i、相对压力因子α和相对比冲量因子γ等爆炸波参数。结果表明：罐体内真空度的改变对爆炸波传播状态产生了显著影响,罐体内初始压力降低时,爆炸波超压和比冲量均有不同程度的衰减;当罐体内初始压力由常压降低至0.1 atm时,第1个爆炸波超压Δp₁的相对压力因子α_1max为2.41,第2个爆炸波超压Δp₂的相对压力因子α_2max为 1.64;第1个爆炸波比冲量i₁的相对比冲量因子γ_1max为6.97,第2个爆炸波比冲量i₂的相对比冲量因子γ_2max为3.14;α和γ分别反映了爆炸波超压和比冲量的衰减程度,α和γ的值越大表明爆炸波超压和比冲量衰减得越快;爆炸波的传播速度会随着初始环境压力的改变而发生变化,初始环境压力越低,爆炸波的传播速度越快。     

行波杆在混凝土应力波参数测量中的应用

根据一维弹性波理论,提出了一种应用行波杆对混凝土内应力波参数进行测量的方法,介绍了该方法的测量原理,设计了该方法中行波杆的长度、外径和材质等关键参数,并构建了在爆炸载荷驱动下的混凝土实验模型,配置了测试系统。实验结果表明,行波杆设计方法正确,各项参数符合测试需求,实验数据真实可靠。     

爆炸载荷作用下混凝土内应力波速度的测量

根据一维弹性波理论,提出了一种应用行波杆对混凝土内应力波速度进行测量的方法,介绍了该方法的测量原理。设计了该方法中行波杆的长度、外径和材质等关键参数,并构建了在爆炸载荷驱动下的混凝土实验模型,配置了测试系统．实验结果表明,行波杆设计方法正确,各项参数符合测试需求,实验数据真实可靠．     

爆炸载荷作用下混凝土内应力波速度的测量

根据一维弹性波理论,提出了一种应用行波杆对混凝土内应力波速度进行测量的方法,介绍了该方法的测量原理,设计了该方法中行波杆的长度、外径和材质等关键参数,并构建了在爆炸载荷驱动下的混凝土实验模型,配置了测试系统.实验结果表明,行波杆设计方法正确,各项参数符合测试需求,实验数据真实可靠.     

连续独立冲量测量的扭摆位移数据处理方法

为了提高连续独立脉冲冲量测量效率,并满足大样本数据处理的需求,设计一种用于连续独立冲量测量 的扭摆位移数据处理方法。对实际振动过程进行分析,建立扭摆一般位移方程,采用LM 方法和位移数据得到拟合 参数,编写了实用程序,结合标定参数计算冲量,并通过算例进行验证。结果表明：该方法可以在保持测量精度的 同时,有效提高连续独立冲量测量的效率,抗干扰能力较强,具备在复杂环境下的工程应用价值。     

内置障碍物诱导下的开敞空间球形气云爆炸冲量的研究

为研究带有结构物的可燃气云爆炸冲量,设计了内置半球条栅形和球袋形两种障碍物的气云爆炸实验,对障碍物特性参数与冲量的关系进行了研究,得到了半球形气云爆炸冲量随障碍物特性参数的近似余弦衰减规律。对实验数据进行综合回归,引入多能模型思想,得到了计算可燃气云爆炸冲量的拟合方程式。     

水下爆炸冲击波对有生目标的一种致伤评估模型

建立水下冲击致伤模型对评估水下人员目标伤亡率、目标防护、评估武器杀伤能力与改进装备等具有重要意义。从水下爆炸冲击波对有生目标的致伤机理出发,结合模拟反蛙人弹药的水下爆炸实验,分析超压、冲量与能量密度等物理量用于有生目标致伤评估的优点与不足。提出了用有效冲量I_e替代冲量I作为评估参量的基本思路和方法。基于生物水下爆冲伤实验数据,分析了冲击波参量与致伤失能概率的关系,给出了有效冲量目标50%失能的有效冲量阈值:232.276 Pa/s.在此基础上,建立了基于波尔兹曼函数描述的"冲量-失能水平"致伤评估模型。所建立的评估模型具有实用性。     

光子多普勒测速仪与压杆相结合的冲击波反射压力测试技术

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力,将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合,设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析,并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明：该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统;测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa,上升沿为5 μs;PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。     

黑索今基含铝炸药水下爆炸性能的实验研究

为研究黑索今（RDX）基含铝炸药水下爆炸性能,在户外水池中开展了不同药量和含铝量的RDX基炸药水下爆炸实验。采用水下高速摄影技术拍摄水下爆炸气泡脉动全过程,通过压力传感器对水中压力进行实时测量。在该实验条件下,首次拍摄到RDX基含铝炸药水下爆炸过程中二次反应现象,证明铝粉的二次反应是毫秒量级的。根据实验数据,对比分析了不同含铝量下RDX基含铝炸药水下爆炸过程中气泡脉动特性和水流场压力特性。实验结果表明：在气泡膨胀初期和收缩末期都发生了铝粉的二次反应;铝粉的二次反应显著增大了RDX基含铝炸药气泡的脉动能力;铝粉的二次反应对冲击波峰值的影响很小,对气泡脉动压力峰值的影响很大;铝粉的二次反应明显影响了水下爆炸的能量结构分布。     

爆炸气泡帷幕对水中冲击波能量的衰减特性

在传统气泡帷幕减震技术的基础上,提出了爆炸气泡帷幕削能新理念,并对爆炸气泡帷幕削能设想进行了实验研究,发现在本实验条件下爆炸气泡帷幕能有效衰减冲击波峰值压力,且衰减量高达60%,对冲击波比冲量的衰减高达62.2%;采用小波包分解技术对爆炸气泡帷幕的削能效果进行评判,发现爆炸气泡帷幕对各频段的冲击波能量衰减效果明显,绝大部分频段的能量衰减都在50%以上;爆炸气泡帷幕能够有效消除水下爆炸冲击波的高频部分,爆炸冲击波通过爆炸气泡帷幕后只有低频成分,且低频成分能量大大削弱。     

长方体密闭结构内爆炸冲击波传播与叠加分析模型

采用镜像爆源构建内爆炸结构壁面反射作用与非线性叠加处理多波耦合效应相结合的方法,建立了长方体密闭结构内爆炸冲击波传播和叠加分析模型。该模型可以用于内爆炸荷载的快速工程计算。算例分析表明,结构壁面点上第一峰值超压、脉冲宽度和比冲量的预测值与试验结果的最大相对误差分别为-10.5%、-19.2%和13.2%,模型预测内爆炸冲击波特征参量与试验结果较为吻合,验证了该分析模型的有效性。     

冲击波作用下单层钢化玻璃抗爆性能的数值模拟研究

借助通用显式动力分析程序LS-DYNA软件平台,采用拉格朗日方法描述钢化玻璃,增加侵蚀算法来模拟钢化玻璃的破坏。钢化玻璃采用线弹性材料模型,通过建立的模型研究单层钢化玻璃在爆炸冲击波作用下的动态响应。利用场地试验结果对数值模型进行验证,证明了此模型的合理性。用已验证的模型对单层钢化玻璃在爆炸冲击波作用下进行数值模拟,得到一组单层钢化玻璃破坏的超压冲量临界点。通过数值模拟结果得到了爆炸冲击波对单层钢化玻璃损伤的超压-冲量曲线,进一步推导出了单层钢化玻璃损伤超压-冲量曲线的经验公式,并与数值结果进行比对,具有很好的吻合性。研究表明,得到的超压-冲量曲线及经验公式可以为单层钢化玻璃抗爆设计提供有价值的参考。     

基于Hopkinson杆的窄脉冲校准系统

针对目前动态校准装置难以安全产生窄脉冲激励信号的问题,基于Hopkinson压杆技术,以压缩空气作为激励源,采用子弹撞击杆的方式,提出了一种可以产生6~10μs窄脉冲校准系统。该系统选用600 mm×10 mm的钛合金Hopkinson杆,使用应变片和轴向激光干涉仪同时测量获取窄脉冲信号。利用该系统进行了动态校准实验,实验结果表明,该系统产生的窄脉冲可充分激励起8309的谐振频率,通过幅频特性曲线得其工作频带。     

FAE爆炸场参数分布

通过对云雾爆炸场实验数据的分析,建立了超压和冲量的数学模型;基于遗传算法拟合了云雾爆炸场的超压和冲量计算公式,获得了爆炸场威力参数分布规律.计算结果与实验数据符合较好,且能实现对云雾爆炸场空间的连续计算.     

密闭空间瞬态液雾粒径及浓度测量实验研究

为了深入研究气-液两相云雾粒径及浓度对燃爆参数的影响,利用光全散射法原理建立一套气-液两相云雾粒径及浓度测量系统,以水为液体介质,进行了20 L球型密闭多相爆炸罐二次脉冲气动喷雾云雾粒径分布与浓度测量实验研究。通过不同气动压力与液体喷雾剂量的配比实验,获得了两组相同量级索特平均直径D₃₂（31.24 μm和46.09 μm）、粒径尺寸分布及不同浓度的数据结果。实验结果表明：两组D₃₂条件下不同设计喷雾剂量浓度与实际测量浓度均呈现线性关系;通过湍流碎裂理论推导得出可燃液体同等工况下的D₃₂,为瞬态气-液两相燃爆性能的研究提供了一种新型实验方法。     

不同炸高爆炸条件地下工程内冲击波传播规律的工程算法

为了获取不同工况下工程内部冲击波的传播规律，采用可拼装式钢结构单元组成地下工程模型进行了48次不同炸高的模拟爆炸试验，在模型结构内部侧壁安装压阻式压力传感器测量冲击波波形，由实测数据拟合了深钻地爆炸条件下地下工程内冲击波正压冲量和正压作用时间的工程算法模型。结果表明，冲击波特征参量的取值主要与覆盖层配筋率、装药的比例炸高与比例爆距、结构横截面比例直径有关；模型相关系数大于0.8，平均误差小于20%，能为地下工程抗爆炸毁伤分析与设计提供荷载依据。     

起爆点个数对FAE战斗部爆炸威力影响研究

通过对某FAE战斗部进行三组相同装药量不同起爆点个数的静爆实验,起爆点个数分别为单点,两点和四点,研究起爆点个数的不同对FAE战斗部爆炸威力的影响。实验结果表明,该FAE战斗部爆炸场超压随着起爆点个数增加而降低(从单点到四点降低了48%～52%),FAE战斗部爆炸场冲量随着起爆点个数增加而提高(从单点到四点提高了8%～22%)。由此可知,对于以冲击波冲量毁伤目标的方式,战斗部采用多点起爆可以提高毁伤效果。     

基于pisson 数学模型的传感器误差补偿研究

利用三轴磁力仪对地磁场进行测量时,需要对测量点的磁干扰进行补偿,为了降低补偿费用,在传统的地磁十二分量参数法的基础上,结合传感器安装误差的特点,提出一种新的补偿方法,并且在采用铁块模拟载体实际使用环境下的干扰利用该方法进行补偿实验。实验结果表明:该补偿模型能有效提高地磁总场的测量精度,将误差由原来的-258～3 430 nT提高到了±91 nT以内。