聚黑-14C的传爆装置冲击起爆实验及数值模拟

基于聚黑(JH)-14C传爆药的小隔板试验方法及结果,建立了小隔板试验有限元模型并进行了模拟计算,确定了密度为1.65g/cm~3时JH-14C的Lee-Tarver参数。以RDX-8701为主发药柱,对实际装药条件下JH-14C的传爆装置进行了冲击起爆实验,得到了钢鉴定块的凹坑深度。根据小隔板试验确定的JH-14C传爆药Lee-Tarver参数,建立了全尺寸的冲击起爆实验有限元模型,并对比分析了模拟结果与实验结果,通过改变导爆药柱顶部的钢隔板厚度,确定了JH-14C的传爆装置发生冲击起爆的临界钢隔板厚度。结果表明,冲击起爆实验中钢鉴定块的凹坑深度约为2.1mm,模拟计算结果与实验结果基本吻合;JH-14C的传爆装置冲击起爆的临界钢隔板厚度在4~5mm。     

冲击波在不同材料隔板中的衰减模型

为了研究冲击波在不同材料隔板中的衰减特性,采用爆炸相似率无量纲分析方法,建立了隔板冲击波压力的衰减模型,得到有机玻璃和45号钢隔板冲击波能量衰减的表达式.结果表明,装药密度和隔板材料确定时,pmx/pm0是x/d的函数,无论x和d如何变化,只要x/d相等,则pmx/pm0必定相等,利用实验结果对该表达式进行了验证,结果...     

背板材料及炸药厚度对破片冲击起爆8701炸药装药的影响

为了研究背板材料及炸药厚度对破片冲击起爆8701炸药装药的影响,设计了单一破片和双破片冲击起爆屏蔽8701装药的试验。采用AUTODYN-3D软件进行数值模拟,通过改变背板材料及炸药厚度,来改变背板反射波的幅值,探究其对装药起爆阈值的影响。试验结果表明,在本研究装药结构下,除双破片撞击产生的冲击波叠加作用影响装药起爆的速度阈值外,背板反射波亦影响装药起爆的速度阈值。模拟结果表明,临界起爆速度随背板波阻抗的增大而减小;随炸药厚度的增大,背板反射波的作用逐渐减弱,当炸药厚度增大到30mm时,靠两钨球撞击产生的冲击波叠加起爆装药,背板对双破片冲击装药的临界起爆速度几乎无影响。     

带隔板复合装药结构对双层罩毁伤元成型的影响

针对带隔板复合装药爆轰波控制问题,利用LS-DYNA软件仿真研究了不同隔板参数及复合装药结构参数对爆轰波传播及作用过程的影响;结合X光成像试验验证并通过仿真研究了双层药型罩在不同装药结构参数下的成型规律。结果表明,随着隔板厚度及复合装药高度的增加,复合装药爆轰波由球面波向V形波转化,使得双层药型罩从包覆式侵彻体向杆式侵彻体转换;其中侵彻体的头部速度和长径比与隔板厚度、装药高度、炸药性能呈正相关,与隔板半径、隔板底部距起爆中心位置、内外层炸药直径比呈负相关,当隔板厚度为0.114～0.142倍装药口径、隔板半径为0.400～0.429倍装药口径、隔板底部距起爆中心位置为0.100～0.129倍装药口径、复合装药高度为0.971～1.257倍装药口径、内外层炸药直径比为0.77～0.83时,杆式侵彻体成型较好。     

FOX-7和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性

为研究FOX-7和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性,对其进行了冲击波感度试验和冲击起爆试验,结合冲击波在铝隔板中的衰减特性,确定了FOX-7和RDX基含铝炸药的临界隔板值和临界起爆压力,并通过锰铜压阻传感器记录了起爆至稳定爆轰过程压力历程的变化。结果表明,以Φ40mm×50mm的JH-14为主发装药时,FOX-7和RDX基含铝炸药临界隔板值分别为37.51和34.51mm,对应的临界起爆压力为10.91和11.94GPa;起爆压力为11.58GPa时,FOX-7炸药的到爆轰距离为25.49~30.46mm,稳定爆轰后的爆轰压力为27.68GPa,爆轰速度为8 063m/s;起爆压力为14.18GPa时,RDX基含铝炸药的到爆轰距离为17.27~23.53mm,稳定爆轰后的爆轰压力为17.16GPa,爆轰速度为6 261m/s。     

可变形战斗部主辅装药殉爆研究

为确定主辅装药的选型原则，对主装药在两种辅装药滑移爆轰作用下的动态响应过程进行了数值仿真研究，着重考察了辅装药爆轰性能和主辅装药间的隔爆层对冲击波衰减的影响，并结合非均质炸药的冲击起爆临界能量判据，得到传人主装药内的脉冲压力和脉冲持续时间。结果表明，引起主装药殉爆的主要因素是主装药的爆轰感度和辅装药的爆轰压力，隔爆层位置应位于辅装药和外壳体之间。     

可变形战斗部主辅装药殉爆研究

为确定主辅装药的选型原则,对主装药在两种辅装药滑移爆轰作用下的动态响应过程进行了数值仿真研究,着重考察了辅装药爆轰性能和主辅装药间的隔爆层对冲击波衰减的影响,并结合非均质炸药的冲击起爆临界能量判据,得到传入主装药内的脉冲压力和脉冲持续时间.结果表明,引起主装药殉爆的主要因素是主装药的爆轰感度和辅装药的爆轰压力,隔爆层位置应位于辅装药和外壳体之间.     

坑道截面形状对化爆冲击波传播规律的影响程度分析

为了弄清坑道截面形状对化爆冲击波传播规律的影响,采用LS—DYNA动力有限元软件对不同形状坑道内化爆冲击波的传播过程进行数值模拟和对比分析．研究表明：采用合理的有限元模型可以有效地模拟坑道中化爆冲击波的传播过程;化爆冲击波在不同截面形状坑道内的衰减规律基本一致,但冲击波超压峰值有显著差异;圆形坑道内化爆冲击波超压峰值最低,是直墙圆拱形坑道内的60％左右,正方形坑道内超压峰值最高,是直墙圆拱形坑道内的300％左右;工程设计时,必须考虑坑道截面形状对冲击波的影响,宜尽量采用圆形坑道．     

LX-04炸药大隔板试验的数值模拟

为研究不同条件下LX--04（HMX／氟橡胶／85／15）大隔板试验（LSGT）的冲击波感度G。,运用ANSYS／LS．DYNA对整个爆炸冲击波传爆过程进行了数值模拟,观察了LSGT中爆轰冲击波的传播过程,分别讨论了主发炸药PE4、TNT、B炸药产生的爆轰波经过有机玻璃隔板、铝隔板、钢隔板衰减后的冲击波压力变化情况,最终找出了3种不同主发炸药和3种隔板下LX-04冲击波感度G50。同时,定性地分析了3种隔板对爆炸冲击波的衰减系数。其中,铝隔板的衰减系数最大,有机玻璃隔板的衰减系数最小。     

聚能射流冲击起爆屏蔽压装PBX炸药的试验研究

为了分析由聚能射流引起的两种典型屏蔽压装PBX炸药的冲击起爆感度,采用某Ф80mm制式破甲弹作为标准射流源,在炸高为150mm的条件下,对不同厚度45~#钢覆盖板屏蔽的PBX-1和PBX-2炸药进行了射流冲击起爆感度试验;采用"兰利法"对覆盖板的厚度进行选取,得到了聚能射流引爆两种典型压装PBX炸药的临界隔板厚度。结果表明,临界爆轰时,PBX-1炸药覆盖板厚度为35～40mm,PBX-2炸药覆盖板厚度为140～150mm,即PBX-1的临界隔板厚度比PBX-2炸药减少73.3%;PBX-1炸药起爆所需的射流能量为185mm~3/μs~2,远高于PBX-2炸药,因此PBX-1炸药的射流安全性显著优于PBX-2炸药。     

装药壳体厚度对水激波管内压力波形的影响研究

为提高水下爆炸时水激波管对压力校准的精度,在原有的设计基础上,针对压力源起爆装置,探讨了装药壳体厚度对水激波管内爆炸产生的冲击波压力的影响;利用AUTODYN-2D软件,对壳体厚度分别为0.5、1.5、2.5、3.5和5.0mm下的小当量TNT装药起爆进行数值模拟,获得了不同壳体厚度下水激波管内多个距离处的压力时程曲线;将点火头起爆装置改为雷管起爆装置进行试验,对数值模拟进行验证。结果表明,壳体越厚,其对冲击波在水激波管内的约束作用越明显;相同的传播距离下,壳体越厚,冲击波压力峰值越小,脉宽越大;在端盖处,当填装比为2(壳厚为5mm)时,其压力峰值可达等条件下裸药的0.42倍;试验结果证明了模拟结果的准确性以及设计的起爆装置的可行性。     

HTPB/AP复合推进剂装药直径对冲击波点火的影响

为研究HTPB／AP复合推进剂装药直径对冲击波点火的影响作用,用隔板实验测试了不同装药直径对冲击波点火临界燃烧厚度及峰值压力的影响。确定了最佳药柱直径,并对其点火可靠性及药柱受冲击波点火后密度变化进行测试。结果表明,药柱直径与临界燃烧隔板厚度及冲击波强度有着密切的关系。密度为1．563g／cm^3时,HTPB／AP复合推进剂的最佳冲击波点火推进剂装药直径为40mm,且冲击波点火可靠性良好,药柱受冲击波作用后,密度发生一定变化。     

PVDF计在水中爆炸近场压力测试中的应用

为得到炸药水中爆炸冲击波在一定近场范围内的压力剖面曲线和峰值压力随传播距离的衰减规律,采用在炸药起爆轴线上布置4个PVDF计测量冲击波压力以及在相同实验情况下对炸药轴线上冲击波轨迹进行高速扫描的方法,研究了PVDF计测试近场压力的可行性.结果表明,PVDF计可以用于水中爆炸近场冲击波压力的测量,在量程允许范围内,能得到较准确的冲击波压力峰值;在冲击波强度小于4GPa的情况下,得到了冲击波的压力衰减历程,获得近场压力剖面曲线,对评估舰船抗爆性能具有重要意义.     

壳体约束强度对温压炸药空中爆炸性能的影响

为评估壳体约束强度对温压炸药爆炸性能的影响,对不同壳体约束强度下的固体温压炸药进行野外静爆试验,用AUTODYN软件对该过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比。结果表明,相同装药条件下,裸装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值大于带壳装药;铝壳体装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值较钢壳体装药高;数值模拟得到的冲击波曲线形态、峰值及冲量与试验结果吻合较好,且裸装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较带壳装药早,铝壳体装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较钢壳体早;初始冲击波超压值受壳厚影响较大,壳体的存在使冲击波的传播滞后。     

Al/PTFE与炸药组合装药的爆炸释能特性

为探究Al/PTFE活性材料与高能炸药组合装药的爆炸释能特性，制备了3种包含不同组分和质量的Al/PTFE活性材料的组合装药样品，并进行了爆炸试验，测量了不同距离处的自由场入射冲击波超压，拍摄了活性材料抛撒、反应、火球扩展等过程的图像，通过与裸装药静爆试验进行对比，分析了活性材料的反应特性及对冲击波超压参量的增益机理。结果表明，活性材料抛撒过程中经历了自身反应、与爆轰产物的无氧反应以及铝粉等与空气的有氧反应，相比于裸装药，二次反应增大了爆炸火球半径并大幅延长了火光持续时间，在中远场范围内有效增强了冲击波，2.5m测点处冲击波超压和比冲量最大分别达到了裸装药的1.8倍和1.5倍，且铝粉浓度越高，增益比例相对越强，但随着传播距离增大，铝粉稀释，差异逐渐缩小；通过选用合适组分比例和质量的Al/PTFE活性材料，有益于弥补近场材料破碎和抛撒造成的冲击波能量损失，同时后燃反应为中远场提供能量补充，有望实现爆炸释能整体增益。     

不同壳体装药爆炸威力的数值模拟及试验研究

为研究装药壳体材料对爆炸威力的影响,对不同壳体装药在空气和混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了数值模拟及试验研究.结果表明,在相同的装药情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对D6A钢壳体装药的高.因碳纤维复合材料壳体装药爆炸时不产生破片,所以对远距离目标不造成破坏,而D6A钢壳体装药爆炸时产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.从混凝土靶的爆炸破坏效应来看,碳纤维复合材料壳体装药在阻抗匹配方面要比D6A钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.在同样装药的情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于D6A钢壳体装药.静爆试验证明了数值计算与试验结果相一致.     

HTPB/AP复合推进剂冲击波点火实验研究

根据增效射孔器的实际作用,以AP-丁羟（HTPB/AP）复合推进剂为研究对象,利用隔板试验研究了冲击波对AP-丁羟复合推进剂的点火性能,结果表明,合理控制冲击波强度能够使AP-丁羟复合推进剂可靠点燃,并为其它推进剂的点火提供了一种新方法.     

环形传爆药多点同步起爆网络的应用研究

为了提高传爆药柱的起爆能力,提出将多点同步起爆网络用于起爆新型传爆药装药结构的方法,设计了“一入四出”、“一入八出”同步起爆网络,分析了“一入四出”、“一入八出”同步起爆网络的同步时间．并进行了起爆威力试验验证。试验结果表明,将多点同步起爆网络用于起爆新型传爆药装药结构后,传爆药的起爆能力显著提高。     

利用数值方法模拟橡胶波形发生器生成半正弦冲击波

采用跌落式冲击试验机机械模拟半正弦冲击波,以半正弦冲击波形产生的基本力学原理以及橡胶波形发生器在准静态压缩情况下的材料非线性为基础,建立描述橡胶波形发生器生成半正弦冲击波过程的理论计算模型.采用该方法得到的台面加速度-时间关系曲线试验结果与模型计算结果基本吻合,说明模型能够合理有效地模拟和预测冲击试验机台面的近似半正弦冲击波形.     

新型熔铸炸药精密爆炸网络的设计与应用

为了满足多模式毁伤弹药智能化和小而精的发展要求,应用新型DNTF基熔铸炸药,制作了精密爆炸网络.结果表明,该爆炸网络可以使单点起爆放大成周向多点同步起爆,且多点起爆的同步误差可控制在100ns以内.在多模战斗部预埋爆炸网络,解决了传爆和隔爆的矛盾,简化了战斗部结构,并可精确控制爆轰波形.