起爆方式对线性成型装药爆炸威力的影响

为研究不同起爆方式对线性成型装药爆炸威力的影响,根据线性成型装药的爆轰机理,设计了5种起爆方式,得到不同起爆方式下线性成型装药的侵彻威力。结果表明,对线性成型装药,端面起爆可以形成偏向的线性爆炸成型弹丸(EFP);上端面中心点起爆和上端面中心线多点起爆可以形成正向线性EFP;两端同时起爆可以形成大威力EFP;上端面两棱多点对碰起爆可以通过控制横向和轴向的起爆时差形成散点EFP。起爆误差是多点起爆下影响线性成型装药侵彻威力的主要因素。     

不同起爆方式对TNT水中爆炸作用的影响

通过小型爆炸水池实验,研究了端面点起爆和中心点起爆状态下TNT装药水中爆炸能量输出结构的变化规律,并将两者进行了对比.结果表明,装药端面点起爆后,能量输出结构-冲击波压力峰值和比冲量有较大的变化,靠近起爆端方向的冲击波压力峰值和比冲量变化均较其他方位提高,端面点起爆状态比中心点起爆特定方位的冲击波压力峰值和比冲量增大约10%.得出在装药形状基本不变的条件下,改变起爆方式即可实现在水下特定方位处的爆炸能量输出结构变化.另外,聚能结构的存在,对爆炸远区冲击波比冲量的提高有益.     

聚能杆式弹丸侵彻水夹层复合靶相似律分析

为降低聚能杆式战斗部研制成本,缩短研制周期,采用量纲分析方法对聚能杆式弹丸的成型以及侵彻水夹层复合靶板的相似律进行了分析。结果表明,当模型和原型战斗部结构、炸高及起爆点位置满足几何相似条件,且模型所用材料和原型相同,装药的起爆方式也相同,那么聚能杆式弹丸的形成过程便相似。最终形成的弹丸的速度相等,弹体相似。侵彻复合靶板的过程表明,模型和原型实验中的聚能杆式弹丸在相应厚度的水层中的速度损失相等;速度衰减率之比等于模拟比的倒数;弹丸对复合靶板的侵彻深度遵循相似律准则。实验结果验证了理论分析所得结论的正确性。     

线内非同步起爆对战斗部毁伤效能的影响

为进一步提高偏心起爆定向战斗部的毁伤效能,在序贯起爆方式的基础上提出了4种线内非同步起爆方案,通过LS-DYNA仿真和求解破片外弹道方程,研究了线内起爆顺序、起爆延时和起爆线数目对军用车辆毁伤效能的影响。结果表明,通过调整线内起爆时序可以对破片轴向抛射角进行分段控制,4种线内非同步起爆方案均能有效提高毁伤效能;最佳起爆方案为偏心两线方案Ⅲ(自战斗部中下部的起爆点向两端依次起爆),起爆延时为1/2倍的相邻起爆点间传爆时间;相对于端面中心单点、偏心两线同时和偏心两线序贯起爆,该起爆方案下最大毁伤面积的增益分别为34.1%、24.7%和23.4%,且对战斗部炸点高度不敏感。     

起爆方式对线性聚能装药射流形成的影响

以工程中常用的柔性切割器为研究对象,在不考虑端部效应的前提下,对3种起爆方式下线性聚能装药射流的形成过程进行了理论分析和数值模拟。结果表明,不同起爆方式下射流头部速度以端部面起爆最大,线起爆次之,端部点起爆在端面附近处形成的最低,但在距端面一定距离处,射流头部速度又能增大到与端部面起爆的速度相近。在射流内部,端部面起爆形成的射流在内部各点处的速度都是3种起爆方式中最大的,而端部点起爆时,则是随着距起爆点距离的增加由处处小于线起爆的射流速度分布转变到与端部面起爆相同的射流速度分布。在此基础上进一步提出3种起爆方式下线性聚能装药切割目标的数值模拟方法。     

连续爆轰发动机中的起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制

为了研究连续爆轰发动机中的起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制,采用基于开源计算流体力学平台OpenFOAM的自定义求解器BYRFoam,使用带Laval尾喷管的空心圆筒燃烧室的几何构型及阵列式小孔进气。分析了起爆和湮灭的过程以及再起爆现象产生的原因,采用时空分布图的分析方法总结了起爆、湮灭、再起爆和稳定全过程的流场演化机制。结果表明,起爆初期的斜激波会在尾喷管收缩段反射形成反射激波,反射激波进入新鲜气体,形成与初始爆轰波方向相反的新爆轰波,这会导致爆轰波的湮灭。湮灭之后,燃烧室头部的高压强会阻碍新鲜气体的进入,之后已燃气体逐渐通过尾喷管排出燃烧室,燃烧室头部压强降低,逐渐进入燃烧室的新鲜气体为后续的再起爆创造了条件。连续爆轰波再起爆的原因有两个：一是尾喷管收缩段处的反射激波进入新鲜气体层并转化为爆轰波;二是已经形成的爆轰波与阵列式进气相互作用,形成反传波,反传波进入新鲜气体并转化为爆轰波。再起爆之后,经过爆轰波、激波和新鲜气体的相互作用和演化,爆轰波最终稳定传播。     

油气井用电雷管起爆能力影响因素探讨

本文主要介绍了雷管内部空腔的大小、管壳材质、壁厚以及底厚、雷管装压药条件、导爆索连接方式等因素对油气井用电雷管起爆能力的影响,为油气井用电雷管的结构设计提供了理论参考,有助于开发多种类电雷管以油田用户多种使用需求.     

药型罩结构参数对周向多线性爆炸成型弹丸成型及侵彻能力的影响

为了提高周向多线性爆炸成型弹丸(MLEFP)战斗部的毁伤效能,基于瞬时爆轰假设,通过ANSYS/LSDYNA软件对周向MLEFP成型过程进行数值模拟计算,得到线性爆炸成型弹丸(LEFP)的成型效果、飞行速度与药型罩壁厚梯度、最大壁厚及曲率半径之间的关系,并对药型罩的结构参数进行了正交优化,获得了一组使LEFP成型效果最佳的参数组合,对优化后的LEFP飞行速度进行了理论计算,并对其进行了侵彻靶板模拟,验证正交优化结果的准确性。结果表明,当药型罩长度为74mm、壁厚梯度为1.2mm、最大壁厚为2.95mm、曲率半径为131.5mm时,侵彻体成型效果最好。     

分散药起爆方式控制FAE燃料分散的数值模拟

为初步预示燃料的后期分散效应,运用ANSYS／DYNA3D程序,选择了四种起爆方式数值模拟分散药对FAE炸弹壳体起始阶段的破裂及运动过程。结果表明,分散药起爆方式即爆轰波传播方向对燃料分散有显著的影响,分散药起爆方式在FAE的研究中应受到特别重视。     

等离子体起爆条件对不敏感含能材料响应强度的影响

为了得到等离子体起爆电压及等离子体与不敏感含能材料接触面积对起爆响应强度的影响规律,选择典型分子类不敏感含能材料FOX-7、LLM-105和TATB,以及离子类不敏感含能材料FOX-12和HATO,以金属丝电爆炸为等离子体源,进行15、20和25kV起爆电压及直线形(Z)和螺线形(W)金属丝形状的等离子体起爆试验,以见证板形貌及最大形变量判定含能材料的爆轰响应强度。结果表明,不同种类含能材料对等离子体的起爆响应不同,增加等离子体起爆电压可以显著增加分子类不敏感含能材料FOX-7、LLM-105和TATB的响应强度,其响应强度顺序为W/25kVZ/20kVW/20kV;而离子类不敏感含能材料FOX-12和HATO对等离子体起爆条件没有显著规律;分子类不敏感含能材料比离子类不敏感含能材料对等离子体起爆电压和等离子体与含能材料的接触面积更敏感。     

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式,分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明,随着铝含量的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0~40%时所对应的PC-J=A(x)0ρD2中的A(x)值,拟合出A(x)值与铝含量的关系式,得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。     

改性铵油炸药连续爆速实验研究

采用连续速度探针研究改性铵油炸药在不同起爆条件下爆速和爆轰成长的连续变化.在起爆条件分别为雷管/160g起爆药柱、雷管/160g起爆药柱/有机玻璃隔板和仅采用雷管时,改性铵油炸药在稳定爆轰阶段的稳定爆速分别为4569m/s、4496m/、4559m/s,爆轰成长距离分别为3.5、7.3和20cm,爆轰成长时间分别为0.01、0.025和0.06ms.结果表明,在相同的装药约束条件下,起爆能量越大,改性铵油炸药爆轰成长时间和爆轰成长距离越短,即越容易发展为稳定爆轰.     

偏心起爆战斗部速度增益的数值模拟及实验

为研究偏心起爆子母式战斗部破片速度的增益,运用LS-DYNA对子母式定向战斗部变形和爆轰驱动破片飞散过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合.结果表明,与中心起爆相比,在与起爆位置相对的方向上,偏心起爆战斗部增益区的破片速度明屁增加,最大增益可达10.7%.引爆点同侧的破片速度要明显小于引爆点对侧的破片速度,方位角在0°～180°方向上,破片的速度呈递增趋势.     

铝粉含量对梯铝炸药爆压和冲击波参数的影响

测试了以TNT为基不同含量含铝炸药的爆压和空中爆炸冲击波参数,通过分析铝粉对炸药爆压、空中爆炸参数和爆炸冲击波超压的影响,建立了爆压与铝氧比的关系曲线、5种TNT基含铝炸药的冲击波相似律方程和TNT/Al炸药的爆压与空中爆炸冲击波超压的关系式.结果表明,随着铝粉含量的增加,炸药的爆压呈指数衰减,近距离的冲击波超压也快速减小,但爆炸场温度和爆炸火球的直径及持续时间会增大.     

负压环境对炸药爆炸冲击波影响的实验研究

为了研究负压环境对炸药爆炸冲击波的影响,在自制可调真空度爆炸容器中进行负压爆炸实验,采用PCB压力传感器测量罐体轴线固定位置点的冲击波超压,分析了在0、-20、-40、-60、-80、-90、-99kPa等不同负压环境下罐体内测点爆炸冲击波反射超压时程曲线。结果表明,爆炸环境负压降低,测点一次、二次冲击波峰值超压随之降低,在-40kPa和-99kPa负压环境下超压降低显著;爆炸冲击波速度大小与传播介质密度相关,即环境负压越低,气体越稀薄,冲击波传播速度越快;爆炸冲击波速度随环境负压降低而升高,与超压降低强度无相关性;负压环境不改变容器内实验雷管爆炸的气体产物生成量;在近似真空环境中,爆炸冲击波主要以爆轰产物为传播介质,冲击波速度提高受限于爆轰产物运动速度,强度弱,衰减迅速。     

一种新型M形顶部结构药型罩的设计及形成射流的侵彻能力分析

在锥角药型罩结构基础上通过改变其顶部结构设计了一种新型M形顶部结构药型罩,并分析了其射流头部的形成机理;采用有限元软件ANSYS/LS-dyna对在爆轰波作用下M形顶部结构药型罩射流的形成过程,以及对45号钢板的侵彻过程进行了数值模拟,并与锥角药型罩、平顶药型罩形成射流的头尾部速度、拉伸长度、杵体大小以及对45号钢板的侵彻能力进行了对比。结果表明,M形顶部结构药型罩的M形顶部结构在爆轰波作用下经二次汇聚形成了射流头部,相同装药条件下,其形成射流的头部速度相比锥角药型罩形成射流的头部速度提高约9.10%,比平顶药型罩形成的射流头部速度提高约5.56%;其侵彻深度比锥角药型罩提高约10.4%,比平顶药型罩提高约7.28%。     

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。     

爆轰场强对杆条姿态影响的数值模拟及试验

在圆柱形装药爆轰场强沿轴向分布的基础上,建立了实现沿离散杆长度方向上等爆轰场强加载结构的设计模型.对沿轴向爆轰场强的分布进行了数值计算,并通过试验对数学模型进行了验证.结果表明,在沿离散杆长度方向上加载爆轰场强基本相等.采用等爆轰场强控制的离散杆战斗部,杆条并未发生弯曲,而且旋转和飞散姿态一致性较好,可实现对目标的准连...