密闭空间爆炸温度测试方法研究

针对温压弹药内爆炸产生瞬态高温、高压的特点,提出了爆炸温度测量的热电偶结构设计方法,分析了热电偶在爆炸场受到的冲击波作用特性和热电偶的动态特性,对比了热电偶时间常数理论计算结果和热电偶动态特性实验结果.通过爆炸罐试验验证,在11.7MPa的冲击波作用下,热电偶能够获取有效测量数据,满足温压弹爆炸场温度测量精度要求.     

混凝土密闭介质内爆炸破坏效应的研究进展

就目前已有的研究成果进行分类对比,从爆轰产物状态方程、混凝土材料动态力学性能和数值计算方法等方面进行讨论,分析混凝土动态本构模型、数值方法的优缺点及适用条件,给出内爆炸相关模型和数值方法的发展趋势和方向,为深入、细致地描述混凝土密闭介质内爆炸过程,开展内爆炸破坏效应的评估提供参考依据。     

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.     

含能材料粉尘爆炸压力和压力上升速率的研究

对比研究了点火延迟时间，粉尘粒度和浓度对梯恩梯粉尘，黑索金粉尘和面粉的影响规律，定性讨论了含能材料和一般工业粉尘的爆炸过程。实验表明：空气中的氧浓度并非是含能材料粉尘爆炸的必要条件，爆炸的压力随浓度的增加而线性增加；粒度在一定范围内对爆炸峰值压力影响不大，压力上升速率随粒度的减小而增大，但增加趋势较一般工业粉尘平缓；点火延迟是一定范围内，对其峰值压力和压力上升速率的影响不明显。     

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φ320 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△p、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...     

真空环境下铝粉粒度与形状对RDX基炸药爆炸场压力和温度的影响

为研究真空环境下铝粉对含铝炸药爆炸场压力和温度的影响规律,利用密闭爆炸罐测量了粒度为4,13,28μm的球状铝粉和130μm的片状铝粉的四种含铝炸药的爆炸场压力和温度。结果表明,铝粉对含铝炸药爆炸场压力的降低显著性的顺序是13μm球状铝粉4μm球状铝粉28μm球状铝粉130μm片状铝粉,铝粉对含铝炸药爆炸场温度的提升作用大小顺序是28μm球状铝粉130μm片状铝粉4μm球状铝粉13μm球状铝粉,显示铝粉对含铝炸药爆炸场压力和温度的影响与铝粉粒度大小不具有相关性。     

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。     

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.     

炸药在密闭空间中爆炸准静压的计算方法

基于目前准静压计算公式的局限性,提出了一个通用计算公式,并提供了未知参数的确定方法。通过该方法在一个容积为500L的密闭爆炸罐中,用PCB压电式压力传感器测试了35g、80g和100gTNT样品的准静压,并拟合了TNT样品的准静压计算公式。利用该公式计算了55g和90gTNT的准静压,并与试验值进行对比,两者符合较好,说明提出的参数拟合方法是可行的。     

红外测温技术测量温压炸药爆炸温度

为了准确测量温压炸药爆炸温度,提出一种利用红外热像仪测量爆炸温度的方法。根据辐射测温原理建立红外热像仪测温模型,首先,结合爆炸火球辐射特性,进行红外热像仪的辐射定标、推导爆炸温度的计算公式,火球辐射温度反演。然后,讨论发射率和大气光谱透过率对测温精度的影响,并给出对应的补偿方法。以PMX炸药为例,应用该方法进行辐射定标和爆炸温度测量,获得爆炸火球随时间变化曲线。实验证明该方法是一种高稳定性、简单有效的测温方法,本研究为爆炸场温度测试提供了切实可行的解决方案。     

甲烷爆炸初期关键自由基化学发光与爆炸压力的耦合关系分析

为建立甲烷爆炸初期微观化学反应机理与宏观爆炸压力之间的联系,利用20L标准球型爆炸测试装置和光栅光谱仪采集了甲烷爆炸初期爆炸压力数据,采用光谱分析和数据同步分析方法研究了CO_2、C_2、CHO·、OH·、C_3等关键激发态自由基及分子的光谱强度和爆炸压力的耦合变化关系。研究表明,CO_2在爆炸升压阶段大量生成;C_2、CHO·在爆炸感应期内大量产生,在爆炸升压阶段大量消耗;OH·含量在整个甲烷爆炸的过程中处于较高水平。微观角度CO_2大量生成在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈正相关关系;C_2、CHO·迅速消耗在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈负相关关系。在爆炸感应期减少C_2、CHO·的生成,降低其含量;在整个甲烷爆炸的过程中抑制OH·产生,降低其含量;减少或抑制CO_2的生成,可以减缓或抑制爆炸进程,有效减小甲烷爆炸的压力。     

有限空间内部爆炸研究进展

分析了有限空间内爆炸的能量释放特点和毁伤方式,从冲击波特性、热效应、准静态压力、结构动态响应、数值模拟、炸药综合威力评估6方面综述了有限空间内爆炸作用的研究,认为应建立表征内爆威力的屋顶举起实验装置,加强多毁伤元耦合作用对目标破坏的研究,将屋顶举起作功能力和准静态压力纳入内爆炸威力评估体系,建立科学、有效的内爆炸威力评估方法。     

舱室内爆炸压力载荷测试方法研究

针对装药在密闭或准密闭舰船舱室内的爆炸实验,研究首次反射冲击波和准静态压力两种毁伤压力载荷测试方法。分析了舱室内装药爆炸形成的首次反射冲击波和准静态压力两种载荷的频率与幅值特性,阐明了采用不同频响传感器分别进行测量的必要性和合理性;提出了采用高频压电传感器测量首次反射冲击波和低频压阻传感器测量准静态压力的传感器选型方法;给出了专用工艺工装设计以及传感器布设方法,其中尼龙套筒工装可有效起到绝缘和衰减应力波的作用,其内腔传压管设计可有效消除爆炸产生的高频信号和光、热信号对压阻传感器的干扰,从而保证了测试精度。进行了模拟舱室内的装药爆炸实验,所得测试数据与经典公式计算结果一致性良好。研究结果表明：所提出的舱室内爆炸毁伤压力载荷并行测试方法以及工艺工装设计合理可行,能够在获取足够精度的反射冲击波数据基础上更加精确地获取准静态压力峰值及衰减规律;为了准确获取舱室内爆炸压力载荷数据,在合理预估待测信号幅值范围前提下,首次反射冲击波测试采样率应为兆赫兹量级,准静态压力测试采样率应为千赫兹量级;为了防止干扰信号对测试的影响,应采用尼龙套筒工装并采用过盈配合的安装方法。     

杂混合物(萘酐)爆炸参数的研究

为研究环境温度对萘酐(C10H6O3)粉尘爆炸参数的影响,进行了粉尘爆炸猛烈度与爆炸敏感度的实验.结果表明:随着环境温度的升高,最大爆炸压力峰值变化不大,而最大压力上升速率增大,爆炸下限浓度降低,安全氧含量也降低.此外,根据化学动力学理论对影响结果进行了分析.     

温度对半导体桥电爆性能影响初探

为了研究温度对半导体桥（SCB）电爆和点火的影响,采用电容放电激励的方式,研究了SCB在环境温度分别为25℃和-40℃的电爆特性,建立数学模型并探讨了环境温度对SCB电爆的影响;开展了以Al/CuO纳米铝热剂为点火药剂的SCB点火感度实验,在环境温度为25℃和-40℃测试了Al/CuO纳米铝热剂的点火温度,并采用Neyer D最优化法测试SCB点火感度。结果发现,当充电电压由30 V增加至50 V时,电爆延迟时间差值由0.47μs降低至0.25μs,电爆所需能量的差值由0.16 mJ增加至0.65 mJ,表明随着充电电压的增加,环境温度对电爆延迟时间的影响减小,对电爆所需能量的影响增大;并发现不同温度下Al/CuO纳米铝热剂点火温度没有显著差异,为740.7℃;-40℃时的SCB临界发火电压比25℃时高0.6 V。     

温压炸药爆炸过程的瞬态温度

为了更好地测量炸药爆炸过程瞬时高温,在原子发射光谱理论的基础上,研制了一套瞬态多谱线测温系统,系统的时间分辨率可达微秒级。通过对三种配方温压炸药爆炸过程的实时测量,获得了其温度随时间分布的曲线。曲线的两个峰值如实反映了温压炸药爆炸过程中最初无氧燃烧反应和后续有氧燃烧反应。多组实验结果表明,多谱线测试系统相对偏差低于2.6%,重复性较好,可以部分消除双谱线法中因所选谱线组不同而引起的计算结果的不确定性。     

Research on the Explosion Temperature Response of Fuel Air Explosive Measured by Colorimetric Pyrometer

An infrared colorimetric radiation thermometrical system was established based on the theory of optical radiation. The dynamic temperature history of fuel air explosive (FAE) was measured to obtain the temperature responses of primary initiation FAE and secondary initiation FAE in real time. And the characteristics of their temperature history curves were compared and analyzed. The results show that the primary initiation FAE has higher explosion temperature and longer duration compared to the secondary initiation FAE.     

含硼储氢合金炸药能量研究

设计了3种含硼储氢合金炸药的配方,通过进行水下爆炸实验,对水下爆炸能量输出进行了研究,并对含硼储氢合金炸药的能量进行理论分析。结果表明,氢氧化产生的高温环境和水蒸气能够促进硼粉表面氧化层的蒸发和分解,从而提高硼粉的氧化速率和氧化率;含硼储氢合金炸药之所以产生高能量,是含硼合金与氢气共同作用的结果。     

考虑后燃烧效应的TNT空气中爆炸的数值模拟

采用AUTODYN软件对TNT在空气中爆炸进行了数值计算,在计算模型中考虑了负氧平衡炸药的后燃烧效应,并将峰值超压、比冲量、正压作用时间计算结果与相似律公式计算值以及Baker测试数据进行了对比,指出Brode公式计算出的炸药附近空气冲击波峰值超压明显偏大,可能是将爆轰产物造成的峰值超压误认为空气冲击波峰值超压所致.