多孔TNT炸药中热点形成的粘塑性塌缩机理

本文探讨了多孔ＴＮＴ炸药中热点形成的粘塑性塌缩机理。在研究孔隙周围介质的粘塑性运动和由此引起的加热时，考虑了熔化效应，并对所建立的模型进行了数值计算。结果表明，在约３ＧＰａ的较低幅值冲击波加载下，受熔化影响，在具有不同尺寸的孔隙边界附近，熔化区温度均保持在熔点附近，而熔化区的存在保证了加热层具有一定的深度。对大颗粒样品，由于孔隙塌缩过程中熔化区的不断扩大，在熔化区中屈服强度为零，粘性很小，孔隙边界最终可以达到较高的塌缩速度。因此，在孔隙闭合阶段必须考虑点火的流体动力学机理；而对细颗粒样品，熔化则强烈地降低了点火感度。     

含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析及热点形成…

围绕炸药装药的热点／起爆机制，在Ｐｅｒｚｙｎａ弹粘塑性本构模型的基础上，作了适当的补充和修正，在流动参数γ中计入温度和压力的影响，并考虑到固体炸药的热软化效应，将弹性模量也视为温度的函数，对稳态温度场中受冲击载荷作用的炸药药柱进行了弹粘塑性分析。动态有限元计算结果表明，计算曲线和实验曲线有很好的近似。本文所采用的本构模型和计算方法对于含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析以及炸药装药中热点形成机     

铸装TNT爆轰性能的数值模拟

参照ＬｅｅＥＬ等报道的有关铸装ＴＮＴ的ＪＷＬ形式状态方程及化学能释放率函数，从理论估算了不同反应率的定态雨贡纽关系和定常爆轰波结构；利用二维拉氏ＦＣＭ程序数值模拟铸装ＴＮＴ的冲击引爆、绕爆、隔爆等爆轰性能，对一些典型算例进行了计算，计算结果与文献给出的结果相一致。     

炸药中热点形成的数值模拟

用SPH方法对PBX-9404中由于孔洞在冲击作用下坍塌形成热点的过程进行了数值模拟.得到孔洞在冲击波作用下坍塌过程的图象,由于坍塌作用引起孔洞周围介质压力和温度的变化.由于冲击作用引起的变形孔洞周围的介质温度升高,孔洞周围介质的碰撞使温度进一步升高,从而形成热点.当冲击波压力较高时,孔洞周围介质的碰撞使温度大幅提高,当冲击压力较低时,碰撞的引起的升温不明显.     

含铝炸药二维冲击起爆的爆轰数值模拟

利用拉氏分析和圆筒试验的实验装置对ＨｅｘａｌＰＷ３０含铝炸药的本构关系进行了标定，对它的冲击起爆和作功能力进行了实验研究。利用二维非线性有限元程序系统，对它的冲击起爆进行了爆轰数值模拟，结果表明，铝粉在爆轰区内可能参加反应，在爆轰区外继续反应；该含铝炸药具备较强的驱动作功能力。     

TNT熔铸炸药内部结晶组织的数值模拟

为了探究熔铸炸药内部的微观结晶组织形貌,提高炸药柱的成型质量,采用ProCAST铸造模拟软件中的CA?FE模块对TNT熔铸炸药内部结晶组织进行了数值模拟。利用CA?FE模块中的元胞自动机,预测了不同工艺条件与TNT形核参数下药柱内部晶粒的形貌和尺寸,并通过调整熔体的形核过冷度、浇注温度和冷却速度,得出了晶粒细化工艺改进措施。结果表明:随着熔体的体形核过冷度的减小,药柱内的等轴晶区逐渐增大,晶粒平均尺寸由715.5μm减小到458.5μm;随着熔体的面形核过冷度减小,药柱内部晶粒形貌没有明显变化,平均尺寸由715.5μm增加到719.2μm;随着熔体浇注温度的降低,药柱内部等轴晶区逐渐增大,晶粒平均尺寸由1114.5μm减小到729.2μm;随着冷却速度的降低,药柱内部中心等轴晶区逐渐扩大,外层等轴晶区逐渐消失,晶粒平均尺寸由719.4μm增大到1149.1μm。工艺改进后,药柱内全部由细密等轴晶组成,晶粒平均尺寸为516.9μm,尺寸分布较为集中,药柱内部微观质量有较大改善。     

多点起爆炸药形成平面波数值模拟分析

为了获得体积小,平面性好的炸药平面波发生器,设计了4点起爆薄层炸药形成平面波的物理模型,用非线性有限元方法对平面波形成过程进行了数值模拟,得到了不同时刻的波形图像,输出平面波波形时间差小于0.05μs.研究结果可为多点起爆炸药平面波发生器的设计提供依据.     

射弹冲击引爆带壳炸药数值模拟

利用非线性有限元程序LS-DYNA对射弹冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟,得出了不同材料、长径比射弹冲击引爆不同厚度壳体炸药的临界闽值速度.结果表明相同质量射弹、射弹长径比将影响带壳炸药的引爆阈值速度.在选择射弹冲击引爆带壳炸药时,射弹直径是重点考虑的因素.射弹材料对冲击引爆阈值速度影响较为明显,在选择射弹材料时应采用高密度、高性能的材料.     

岩石乳化炸药TNT当量系数的试验研究

为了研究岩石乳化炸药的TNT当量系数,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了岩石乳化炸药在空气中自由场和通道外爆炸时的TNT当量系数.根据试验结果,得到了两种情况下爆炸冲击波压力峰值与比例距离的关系曲线,确定了在空气中自由场和通道外爆炸时岩石乳化炸药的等压力TNT当量系数分别为0.609和0.582.在此基础上,将岩石...     

火灾环境下含炸药结构传热问题的数值模拟

为了解火灾环境下含炸药结构的热响应行为,针对其涉及的主要传热学问题,建立了池火灾火焰温升数值模型,碳/酚醛烧蚀层高温热解吸热数值模型,空气夹层复合传热数值模型,以及炸药受热分解放热数值模型。用所建数值模型,计算并获得了含炸药结构在不同温升条件下(恒定值1073 K、1273 K及本研究所提的火焰实测温升曲线)、不同火焰辐射率(0.1~0.9)和不同空气夹层间壳体表面辐射率(0.1~0.9)下的温度响应和热点火延滞时间。结果表明:火烧30 min情况下,火焰温度为1273 K时,内部炸药在28.92 min已经发生热点火现象。火焰温度为1073 K和实测温升曲线时,内部炸药最高温度分别为448 K和535 K。火焰辐射率从0.9降低到0.1时,内部炸药最高温度由535.4 K降低到344.6 K,热点火延滞时间由1917 s增加到3520 s。空气夹层间壳体表面辐射率由0.9降低到0.1时,内部炸药最高温度由535.4 K降低到329.0 K,热点火延滞时间由1917 s增加到3739 s。     

几种熔铸炸药的热点临界参数和撞击感度

从热爆炸理论出发，推导了炸药临界热点参数的计算公式，计算了TNT、B炸药和EAKR分子间炸药等几种熔铸炸药的热点尺寸和临界点火温度，将这些计算结果分别与101kg落锤和400kg大落锤测定的撞击感度实验值进行了比对，结果表明临界热点参数的计算较好地说明了这几种炸药的感度排序。     

射流引爆TATB的理论研究和数值模拟

引用文献１有关ＴＡＴＢ炸药的状态方程、化学反应率函数、使用二维拉氏质团法程序，数值模拟了射流对ＴＡＴＢ和Ｘ０２（ＴＡＴＢ与ＨＭＸ混合）炸药的引爆特征。给出射流引爆裸ＴＡＴＢ和有２ｍｍ厚钢覆盖板情况的临界引爆判据。还揭示了ＴＡＴＢ和Ｘ０２两种炸药爆轰波传播的特征，前者为非理想传播，后者接近理想传播。     

EFP冲击引爆带壳炸药数值模拟研究

利用非线性有限元程序LS-DYNA中的ALE算法对EFP的成型、冲击引爆带壳炸药作用过程进行了数值模拟.与试验结果相比较,数值模拟结果具有较高的可信度,证明采用了LS-DYNA中的ALE算法,能有效获取EFP对带壳炸药引爆过程的参数.     

高压水射流破碎炸药过程数值模拟

为把高压水射流技术运用到报废弹药处理工程实际中,采用数值模拟的方法,对高压水射流破碎炸药过程进行了研究。建立了以高压水射流速度为输入参数的有限元计算模型,采用拉格朗日(Lagrange)算法和光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)算法,运用DYNA求解器进行了求解,通过炸药压力、温度、反应度分析,对高压水射流破碎炸药过程的安全性进行了研究,并通过失效单元数量分析对高压水射流破碎炸药过程的有效性进行了研究。结果表明,当高压水射流速度低于800 m·s~(-1)时,可采用高压水射流对报废弹药炸药装药进行破碎,并能保证破碎过程的安全性;当高压水射流速度为150～350 m·s~(-1)时,能较高效地进行大截面破碎;当高压水射流速度为400～800 m·s~(-1)时,能高效实现小截面破碎。     

炸药切削数值模拟研究

采用LS-DYNA显式非线性动力分析程序,针对HMX基PBX炸药材料的切削加工进行了切削数值模拟及相关模型的研究,完成了不同切削参数下切削力的数值计算,与实验测量结果吻合较好。研究表明,在切削宽度远大于切削层厚度的条件下,采用平面应变切削模型进行炸药切削数值模拟是可行的,等效应力失效准则适合于描述炸药切屑的断裂和分离。切削力的计算结果显示,切削力随切深和进给量的增大而增大,切削速度对切削力的影响不明显,其中,切深对切削力的影响最为显著。     

防弹玻璃在子弹冲击下的数值模拟研究

为研究防弹玻璃对步枪子弹的防护能力,建立了精细化的防弹玻璃数值模拟方法,分析了多层材料层合而成的防弹玻璃在7.62mm步枪子弹打击下的动力学响应与毁伤机理;通过子弹打击防弹玻璃的试验获得了防弹玻璃的破坏过程,验证了防弹玻璃侵彻毁伤及防护机理。研究表明:文章所用数值模拟方法可准确的描述子弹对防弹玻璃的复杂侵彻过程,可在未来提高防弹玻璃的设计效率。     

TNT炸药爆炸冲击波的数值模拟与实验研究

文中基于AUTODYN程序,建立了TNT炸药爆炸场超压分布的仿真模型,进行了数值模拟,并与试验数据进行了对比.结果表明:所建立的计算模型正确,方法可行,数据一致性较好,可以为不同种类爆炸装置外场爆炸试验的安排与设计提供一定的技术支持.     

考虑相变的炸药烤燃数值模拟计算

以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0．05K·s^-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150s,炸药点火时3号特征点的温度为226℃;与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下（0．3K·s^-1,0．05K·s^-1,3．3K·h^-1）TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。