高膛压火炮火药破碎模型及数值计算

提出火药颗粒破碎对燃面影响的模型，即把火药颗粒破碎而产生的燃面与初始燃面的比值Ｓ／Ｓ０与表征火药颗粒力学性能的断裂模量Ｅｆ，火药颗粒在膛内运动所受到的应变ε和火药已燃相对捏百分比ψ有机地联系在一起。     

内弹道分散颗粒模型及数值计算

介绍了一种新型的内弹道两相流模型－分散颗粒模型。用欧拉法描述火药燃气流场，用拉格朗日法描述火药颗粒，分别跟踪所有的火药颗粒，考虑它们在流场中位置、速度、质量的变化，两相之间各种参量的耦合反映在各守恒方程的源项中。采用单元内颗粒源法对该模型进行了数值计算，成功地预测了膛内流场的细节和火药颗粒的运动规律。     

内弹道颗粒轨道模型及数值计算

该文介绍了一种新型的内弹道两相流模型──颗粒轨道模型。用欧拉法描述火药燃气流场，而用拉格朗日法描述了火药颗粒，分别跟踪所有的火药颗粒，考虑它们在流场中位置、速度、质量的变化，两相之间各种参量的耦合反映在各守恒方程的源项中。采用单元内颗粒源法对该模型进行了数值计算，成功地预测了膛内流场的细节及火药颗粒的运动规律。     

火药随机燃烧规律对弹道性能的影响

在考虑火药自身随机因素的基础上,对火药的实际燃烧过程作了一些探索性研究,提出了单颗粒火药的随机燃烧模型,并给出了火药在引燃时,局部燃烧的形状函数.在此理论的基础上,建立了经典内弹道的随机模型,并对模型的求解,以及相关问题作了一些理论分析和探讨,为内弹道学中随机问题的研究进行了初步的理论探索.     

火,炸药颗粒床中的压缩波特性

火药床在点、传火过程中存在严重动态压缩现象,压缩波有可能导致火药颗粒破碎、形成热点甚至引起爆炸.该文以活塞驱动HMX炸药颗粒床所产生的动态压缩为例,对压缩波初态、终态及结构进行了分析,得到一些有价值的结论,并与实验结果进行了比较,两者吻合很好.     

火药颗粒床中的爆轰波结构

用两相连续混合理论研究了火药颗粒床中的两相稳态爆轰波特性。发现相间传热和压缩效应不是决定两相爆轰结构的重要机理，分析了两相稳态爆轰和均相ＺＮＤ理论的差别，讨论了一维两相稳态爆轰的存在条件，为高密实火药床避免爆轰的危险提供了重要信息。     

火药破碎对压力异常影响的数值模拟

根据火药破碎度与颗粒间应力的实验关系式，通过计算膛内火药床的颗粒间应力，直接获得不同时刻膛内不同位置的火药床的破碎度，分析了火药破碎对膛内循环过程的影响。指出火药破碎是产生异常压力甚至膛炸的主要原因。研究结果对膛内异常压力和膛炸机理分析以及装药设计均具有重要理论指导意义。     

内弹道两相流方程组的类型和颗粒间应力

根据一阶拟线性偏微分方程组的特征理论，讨论内弹道两相流方程组的类型。颗粒间应力的存在是决定方程组类型的重要条件。对火药床的颗粒间应力作定性和定量的分析。     

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。     

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。     

用脉冲X射线检测膛内射击现象

本文介绍利用脉冲X射线对膛内射击现象进行测试的方法,给出用脉冲X射线拍摄的膛内燃烧的火药及其流动情况的部分照片。对底火与中心传火管两种不同点火方式对药床运动的影响进行了比较,发现了在火炮发射过程中火药基本停留在药室内燃烧等重要现象,并分析了照片上所获得的火药燃烧时的膛内问题。     

装药射击安全性模拟检测方法研究

围绕着影响发射装药射击安全性的主要因素，研究了发射药的力学强度与膛内点火动力条件之间的匹配，并建立了发射药粒动态强度的测量方法。考虑了发射时膛内的诸多复杂因素，例如药粒在膛内受到的撞击与压缩，提出了提高装药发射安全性的途径以及实验室模拟检测方法。     

射击过程中热影响及身管热控制措施综述

射击过程中高温火药燃气及弹带摩擦的热作用造成的热影响，如内膛烧蚀磨损、身管热应力、身管热弯曲、发射药自燃甚至膛炸，引起初速、射程、精度等丧失，严重限制了火炮性能的发挥，成为火炮威力提高的障碍。文中在简述各种热影响基础上，对目前采取的各种身管热控制措施按作用机理，从传热学的角度划分为隔热和冷却两大类，并对具体技术实现作了较详细阐述，同时就大口径自行榴弹炮身管主动冷却问题进行了讨论。     

长期储存发射药的热分解特性

本文利用热失重的分析技术,测定了不同储存期的单基药、双基药、老化药的起始热分解温度、最高热分解温度及热分解随温度和时间的变化规律;分析了火药经过长期储存后热分解特性的变化情况。     

发射药和推进剂在油田压裂中的应用

本文阐述了发射药及推进剂在能源工业中的特殊的应用技术.介绍了利用发射药和推进剂在油井中进行压裂的技术原理和装药设计技术,并典型地展示了部分油井的压裂效果。最后,就该技术研究目前所达到的水平,本文提出了几点看法。     

增能钝感火药的热分解特性

用日本ＳｈｉｍａｄｚｕＤＳＣ－５０型示差扫描量热仪研究了增能钝感火药的热分解特性．分析了高氮量单基火药吸收硝化甘油及其钝感以后热分解性能的改变，讨论它们在加速老化过程中热分解特性的变化规律．并对高氮量单基火药、增能火药、增能钝感火药及其老化过程中的热分解动力学参数进行了估算，这为增能钝感火药燃烧性能的研究及装药结构的确定奠定了基础．     

膛内火药床撞击与挤压的动态模拟实验

利用脉冲Ｘ光实验，获得了一组膛内火药床在底部点火条件下撞击弹底及在弹底处形成堆积与挤压状况的照片，并测出了药床前沿药粒撞击弹底时的运动速度。进一步的动态模拟实验，取得了与膛内实际环境相近的药粒撞击和挤压实验结果。通过对实验结果的定性和定量分析，给出了火药颗粒在随撞击和挤压两种不同力学状态下所引起的火药破碎及破碎程度，从而为进一步研究火药由破碎诱发膛炸提供了重要的实验依据。     

固体推进剂药柱在振动载荷作用下的结构完整性分析

采用有限元法对固体推进剂药柱在不同振动载荷作用下的应力、应变和位移场进行三维线性粘弹性分析,得出了药柱在横向、轴向、横向和轴向耦合3种载荷作用情况下的变形结果,并将结果进行了对比,对比结果显示：载荷耦合作用效果是横向和轴向载荷单独作用效果的叠加.通过数值模拟,为固体火箭发动机的结构可靠性设计提供参考.     

NEPE推进剂拉伸破坏过程实验研究

为研究NEPE推进剂在拉伸载荷作用下的破坏情况,利用扫描电镜对其在拉伸载荷作用下的细观形貌变化进行了原位观察.结果表明: NEPE推进剂在静态拉伸应力作用下首先在大填充颗粒处出现界面脱粘,形成微裂纹,同时粘合剂被拉成丝状.然后微裂纹沿着附近的大填充颗粒处进行扩展,形成宏观裂纹,同时伴随着粘合剂的断裂,并最终导致NEPE推进剂出现整体断裂.本文进一步利用有限元方法对不同大小填充颗粒在拉伸作用下的受力情况进行了分析,结果表明在相同应变下,大颗粒粘结界面处的应力明显大于小颗粒粘结界面处的应力.因此,认为NEPE推进剂在静态拉伸过程中的主要破坏模式为大填充颗粒处的粘结界面破坏.