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.     

水中爆炸冲击波对靶体结构的毁伤准则研究

为了准确评估水中爆炸冲击波对靶体结构造成的毁伤程度,给出了冲击波毁伤威力参量的一般形式W~n/R(W为装药质量,R为爆距,n为待定系数),并在量纲分析推导W~n/R与结构毁伤的函数关系的基础上,提出了采用W~n/R作为水中爆炸冲击波毁伤准则与判据的通用形式。利用AUTODYN软件模拟了水中爆炸冲击波分别对圆板和圆筒靶体结构的作用,对比分析了以不同冲击波毁伤威力参量作为毁伤准则与判据的等毁伤曲线。结果表明,冲击波峰压、能流密度(冲击因子)、比冲量等威力参量均不能独立作为毁伤准则与判据;基于W~n/R提出的毁伤准则与判据在评估靶体结构的毁伤程度时误差更小,均方差仅为其他准则的8%～36%;所提出的W~n/R可视为一种峰压—比冲量联合形式的毁伤准则与判据,根据不同条件n的取值在0.333～N_i之间。所提出毁伤准则和判据用于评估水中爆炸冲击波对靶体结构的毁伤时具有良好的通用性和实用性。     

固支矩形钢板近距爆炸的毁伤特性

为掌握金属平板结构在近距爆炸载荷下的毁伤特性,以四边固支矩形钢板为对象,开展了柱形TNT装药近距爆炸毁伤试验,根据试验结果划分了钢板的3种毁伤模式:塑性大变形毁伤、临界起裂毁伤和花瓣状破口毁伤,建立了不同毁伤模式下的理论计算和数值模型,并分析了药量、爆距及钢板厚度对其近距爆炸毁伤特性的影响。结果表明,钢板的塑性最大变形随装药质量增加而增加,随爆距增加而减小;钢板的临界起裂毁伤形式为平行于长边的Ⅰ字形裂纹;爆距保持不变时,钢板的最大破口毁伤直径与药量为正相关,2000g药量时的最大破口直径为1000g药量时的1.18倍;相同药量时,随着爆距的增加,钢板最大破口直径呈先增大后减小的趋势,药量为500g和1000g时,最佳毁伤爆距分别为4cm和5cm。     

水中爆炸作用机理及毁伤效应研究综述

为深入揭示水中爆炸的作用机理及毁伤效应特性,从不同炸药水中爆炸机理、水中爆炸冲击波传播、水中爆炸气泡脉动、水中爆炸结构破坏效应与动态响应、水中爆炸测试试验技术、水中爆炸数值模拟与毁伤评估等6个方面,综述了国内外对水中爆炸作用机理及毁伤效应的研究进展。提出急需解决的关键技术问题为:非理想炸药水中爆炸能量释放与传播、冲击波/气泡耦合作用对结构的毁伤、水中爆炸结构毁伤评估方法、水中爆炸多尺度模拟技术等。附参考文献86篇。     

圆柱壳结构水下爆炸冲击波毁伤的吸收冲量准则

为了准确评估水下爆炸冲击波对圆柱壳结构造成的破坏程度,考虑了冲击波与目标耦合过程中的冲量传递效率因素,给出了球面冲击波作用下圆柱壳吸收冲量的积分计算方法,并提出用其作为圆柱壳结构的毁伤准则威力参量。为了避免工程计算困难的问题,进一步给出了无需积分计算的近似简化算法。借助相关文献数据,对比分析了准则的准确度与适用性。结果表明,相对于冲击波峰压准则、比冲量准则以及能流密度准则,吸收冲量准则可以更准确地对比圆柱壳目标在不同工况下的毁伤效果,与圆柱壳结构毁伤程度具有更强的相关性,均方误差比其他准则降低76%以上;吸收冲量准则的简化计算方法可以准确逼近积分方法的结果,以文中工况为例,相对误差均在0.9%以内。所提出的毁伤准则具有良好的准确度和适用性,为准确评估水下爆炸冲击波对圆柱壳结构的毁伤效果提供了新的支撑。     

炸药的水下爆炸威力

根据炸药水下爆炸能量释放的特点，分析了铝粉、爆压和装药密度等因素对水下冲击波能和机械气泡能的影响，并对水中兵器装药的配方设计提出了建议。     

温压药剂的热毁伤研究

运用红外热成像仪分别测量了不同质量的温压药剂和TNT爆炸火球的表面温度.根据实测结果分析了温度场的分布情况,并拟合出温压药剂爆炸火球的直径、持续时间与装药量的关系式.依据炸药的爆炸特性,确定了热毁伤准则,结合Baker火球模型,对温压药剂和TNT爆炸产生的不同程度的热毁伤半径进行了计算.结果表明,温压药剂具有较好的热毁伤效应,用作用区面积评价法可获得温压药剂的TNT当量比为3.89.     

燃料空气炸药威力评判的讨论

ＦＡＥ对目标的毁伤作用，主要由爆炸场参数（超压－冲量）决定。本文提出了几种评判ＦＡＥ威力的方法，并对它们进行了分析、比较和讨论。     

不同炸药的爆炸载荷对目标靶板作用的数值模拟

为研究爆炸载荷结构与目标响应的关系,对钝化RDX和含铝炸药DHL进行了静爆试验,获得了作用在目标靶板上的超压、冲量的实测数据,并与TNT静爆试验结果进行了对比.以实测RDX和DHL的超压曲线作为初始参数,通过数值模拟研究了目标靶板在不同爆炸载荷作用下的动力学响应.结果表明,在钝化RDX和DHL爆炸载荷的作用下,目标板中心处的初始等效应力、位移几乎相同;目标板初期的动力学响应与爆炸载荷的强度有关,载荷越强目标的应力越大;而目标板的主体响应是由载荷强度和冲量共同影响的.     

低孔低渗储层损害机理及其保护技术

分析研究了低孔低渗（致密）储层地层损害的机理,认为低孔低渗储层损害机理与中低渗砂岩储层损害机理的主要差别表现在：（1）储层液锁损害（主要为水锁损害）;（2）储层毛细管自吸损害;（3）储层裂缝或微裂缝损害;（4）储层应力敏感性损害等。低孔低渗储层的保护主要体现在防止储层水锁损害和保护对低渗（致密）储层渗透率贡献率最大的孔喉及其裂缝微裂缝这两个方面,屏蔽暂堵钻井完井液技术和保护储层的射孔液、压井液技术是保护低孔低渗储层的两项主要技术,但屏蔽暂堵技术的暂堵机理及其体系配方与中低渗砂岩储层的相比差异很大。     

动植物油脂低温低压氢化技术及助剂的研究

使用了一种镍催化剂低温、低压加氢技术 ,同时使用了具有较好吸附性的助剂 ,来提高加氢效率。氢化工艺能达到低温、低压、短氢化时间。使氢化过程更加完善。确定了反应的优惠条件 :氢化反应时间为 10 0～ 110min ,反应温度为 10 0℃ ,催化剂用量为 0 5 5kg(相对于 10kg猪油 ) ,反应压力为 0 .5 5MPa。在这一反应条件下猪油氢化可得到熔点为 5 6～5 8℃ ,碘值≤ 2的硬脂酸用氢化油。加入助剂能平均缩短反应时间约 15min。可以平均降低压力 0 0 5MPa。     

JO-9159炸药强爆轰雨贡纽实验及产物的状态方程研究

采用高速扫描相机测量冲击波在JO-9159炸药试样和铝试样中的传播速度,用对比法得到JO-9159炸药强爆轰产物的雨贡纽关系。采用JWL与γ的联合方程描述炸药强爆轰产物的状态,基于实验结果确定了其状态方程的参数值。结果表明,该状态方程的p-V曲线与实验结果吻合较好。用JWL与γ律联合方程可较准确地描述JO-9159炸药强爆轰产物的状态。     

低渗强水敏储层单相油渗流特征实验研究

对w油田N2^1超低渗储层岩心进行单相油渗流实验研究,结果表明流体在低速渗流时,非线性渗流特征明显,存在启动压力梯度,且水敏性低渗储层的启动压力梯度明显更高。w油田N2^1水敏性低渗储层原油渗流能力差,一般油相渗透率不大于气测渗透率的2％。     

摩擦效应对某PBX炸药动态力学性能的影响

基于分离式霍普金森压杆(SHPB)围压加载下的试样受力模型,考虑试样与套筒间的摩擦效应,建立了动态力学性能参量(动态泊松比及动态杨氏模量)的修正方法,并以某浇注PBX炸药为例,分别以常规方法和修正方法计算了4种试样的动态力学性能,并进行了对比。结果表明,对于实验所用的浇注PBX炸药,在应变率300~2000s~(-1)内,修正方法与常规方法所获得的动态参量误差不超过5%,可以忽略摩擦效应对此PBX炸药动态参量的影响。     

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。     

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.     

空气过滤理论研究与发展

评述了近几年来国内外空气过滤理论的研究及发展状况,给出了捕集效率和压力损失理论最新研究成果,指出了空气过滤理论需进一步研究解决的问题。