热和枪击复合环境试验中PBX-2炸药的响应特性

为研究炸药在热和枪击复合环境下的安全性,采用在枪击试验样品上增加加热系统的方式,对Φ75 mm×150 mm PBX-2炸药进行了模拟复合环境试验.试验过程中采用热电偶测试样品内不同位置的温度变化过程,通过冲击波超压测试分析了炸药的反应程度,获得了PBX-2炸药在热和枪击复合环境试验中的响应特性.结果表明,热和枪击复合环境试验中PBX-2炸药的反应程度基本一致,建立的热和枪击复合环境试验方法,为评估炸药在异常环境下的安全性能提供了一种新的技术途径.     

药片落锤撞击试验中B炸药的响应特性

设计了药片落锤撞击试验装置,落锤质量约20kg,测试了Φ20mm×5mm、Φ20mm×9mm成型B炸药在撞击压缩中的响应特性,采用锰铜压力计测试样品中压力的变化过程,通过高速录像照片分析了撞击点火反应过程,通过冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了B炸药在药片落锤撞击试验中的响应规律。结果表明,B炸药的反应落高阈值随着B炸药药片厚度的增加而降低。     

自制炸药的冲击波超压测试及TNT当量估算

为评估典型自制炸药的威力,采用无线存储测试仪测量了一定质量的雷药、三过氧化三丙酮(TATP)、六亚甲基三过氧化二胺(HMTD)、高氯酸钾/铝及硝酸铵/铝5种自制炸药爆炸后不同距离处的冲击波超压及衰减规律。运用非线性显式动力学软件AUTODYN建立了TNT炸药-土壤-空气域有限元模型,用流固耦合算法计算了不同质量TNT的超压场,获得了距离爆心38、58和78cm处TNT炸药质量-超压曲线,依据该曲线计算了自制炸药的TNT当量。结果表明,TATP、HMTD的TNT当量系数计算结果与文献值基本一致,相对误差在2%以内。     

加热前后PBX-2炸药的撞击响应

为了研究炸药在加热前后撞击安全性能的变化,设计了热与撞击复合加载试验系统,并对Φ50 mm×50 mmPBX-2药柱进行了试验.试验中采用热电偶测量药柱不同位置温度的变化过程,通过高速摄像照片记录了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,初步获得了加热前后PBX-2炸药的撞击响应特性.结果表明,加热后的P...     

模拟破片撞击下PBX-2炸药的响应规律

为了研究炸药在不同速度破片撞击环境下的安全性能,设计了小弹丸撞击方式模拟破片作用,对PBX-2炸药进行了撞击试验。采用锰铜压力计测试样品中的压力变化,通过高速录像照片分析了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,获得不同速度模拟破片撞击下炸药的响应规律。结果表明,模拟破片试验中PBX-2炸药反应程度明显高于枪击试验;建立的模拟破片撞击试验方法为评估炸药在异常环境下的安全性能提供了一种新的技术途径。     

炸药件在模拟跌落试验中的响应

为了解加速老化对炸药件撞击安全性的影响,开展了PBX-6炸药件在温度65℃、时间180d和365d的加速老化试验,建立了Φ100 mm炸药件模拟跌落试验方法.对加速老化前后的PBX-6炸药件进行了带内外壳约束的模拟跌落试验,根据压力传感器测量炸药反应产生的冲击波超压,用高速相机拍摄炸药件不同速度的跌落撞靶过程,结合收集的实验残余物形貌来评定反应等级.结果表明,对于未老化或加速老化时间相同的试样,跌落高度越高,爆炸冲击波超压和爆燃反应程度越大.对于未老化和加速老化试样,跌落高度相同时,老化试样的爆炸冲击波超压和爆燃反应程度较大,撞击安全性降低.     

TNT坑道内爆炸热作用规律的试验研究

为了研究TNT装药在坑道内爆炸的热效应,开展了1kg和3kg两种质量的TNT药柱在长直坑道内的爆炸试验,采用WRe 5/26热电偶获取了不同爆心距处的响应温度—时间曲线,分析了温度峰值和传播速度随距离变化的规律,以及装药质量对温度峰值和热作用持续时间的影响。结果表明,由于爆炸产物的二次反应,响应温度在上升过程中存在一个延迟台阶;温度峰值和火球传播速度随着爆心距的增加均呈"下降-上升-下降"趋势,上升段位于8～11倍坑道等效直径段,1kg TNT装药坑道内爆炸火球传播速度在上升段达到最大值,为24.69m/s,在最末段速度降至最低,为4.88m/s;1kg TNT和3kg TNT药柱对应的响应温度峰值分别为406℃和575℃,响应温度平均持续时间分别为2.20s和3.30s;试验条件下,相同爆心距处的温度峰值之比和持续时间之比均近似等于两种装药质量的立方根之比。     

高聚物黏结炸药的冲塞试验研究

用冲塞试验评价大药量装药在撞击、剪切、绝热加热等综合作用条件下的安全性.用火药加速装置对试件加速,并通过高速摄像机拍摄炸药试验件跌落撞靶、点火等试验过程,利用冲击波压力传感器测试冲击波超压表征炸药试验件的反应程度.结果表明,PBX-1炸药在撞靶速度高达37.6 m/s时没有发生反应,且PBX-2炸药在撞靶速度为27.7 m/s时发生了爆燃反应,在撞击速度低于25.5 m/s时未发生反应,说明PBX-2炸药的冲塞试验撞击感度高于PBX-1炸药.     

低强度冲击下炸药点火的数值模拟

为了研究炸药在低强度冲击下的反应特性,根据标准的Steven试验建立了数值计算模型,采用热力耦合模型和Arrhenius方程描述炸药的热反应,对不同速度弹头撞击炸药过程进行了数值模拟计算,获得了炸药点火的弹头阈值速度,分析了弹头形状对炸药反应的影响。计算结果表明,在弹头阈值速度下,炸药点火存在一定的延迟时间,随着弹头速度的增大,延迟时间缩短;弹头形状会影响炸药受力过程,使炸药点火特性发生变化。     

约束方式和强度对HMX基压装含铝炸药慢烤响应特性的影响

为了获取不同约束方式和强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃响应特性,以典型超音速钻地/侵爆战斗部为背景,设计了装药长径比为5∶1的缩比烤燃弹;开展了无约束和不同约束强度下HMX基压装含铝炸药慢速烤燃实验;获取了无约束条件下HMX基压装含铝炸药的反应过程,以及不同壳体壁厚(4、10、16和20mm)与端盖螺纹长度(10、12和14mm)时装药反应烈度的变化规律。结果表明,慢速烤燃条件下该HMX基压装含铝炸药反应包括生成气体、端面燃烧、火焰熄灭3个阶段;烤燃弹约束强度影响装药烤燃时间和点火温度,进而影响烤燃弹内部反应压力增长,最终导致不同的反应等级;当螺纹长度(L)为14mm时,壳体厚度(δ)由4mm增加至20mm,反应等级由爆燃发展为爆炸而后降低为燃烧;当壳体壁厚(δ)为10mm时,螺纹连接长度(L)由10mm增加至14mm,烤燃弹反应等级由燃烧转变为爆炸;当壳体壁厚(δ)与等效壳体壁厚(δ_e)相当时,烤燃弹约束强度较为均匀,有利于反应压力的不断增长,最终导致烤燃弹发生更为剧烈的爆炸反应。     

粗制TNT在工业炸药中的应用研究

采用了一种新的制备方法，将粗制TNT应用于工业炸药中，对其制成品的爆轰性能进行了测定，实验证明粗制TNT可制备出性能可靠的工业炸药。     

含废弃丁羟推进剂的凝胶炸药

为安全处理和再利用废弃固体推进剂,通过添加单基药将丁羟推进剂再利用制备了灌注式凝胶炸药.采用验证板试验及电离探针法研究了不同装药配比、推进剂颗粒尺寸及装药直径对炸药爆轰性能的影响.结果表明,丁羟推进剂难以发生爆轰,若添加适量单基药,能显著提高炸药的爆轰感度,并降低其临界直径;该凝胶炸药密度为1.6 g/cm3,直径为7...     

不同温度下铵梯油炸药中TNT的准确测定

提出了在岩石粉状铵梯油炸药组分分析中，试验温度对TNT测定的影响，从而间接地影响复合油相含量的确定值。通过绘制不同温度下TNT工作曲线．证明随着温度的升高，曲线的斜率减小。因此，平常室温下测得的吸光度值，必须校准到制作工作曲线相对应温度下的吸光度值，才能测得准确的TNT含量。     

大板实验中TATB基炸药爆轰波的传播特征

为研究点起爆条件下TATB基炸药爆轰波传播特征,用双灵敏度激光速度干涉仪(VISAR)对TATB基炸药进行了大板实验研究,并用DYNA2D程序对实验进行了模拟计算.结果表明,大板实验中TATB基炸药爆轰波传播过程中的压力剖面具有"二维结构",且爆轰波传播方向由轴线方向逐渐向半径方向转变.实测铜飞片自由面的速度与计算值相吻合.     

Preparation and Performance of a HNIW/TNT Cocrystal Explosive

A novel cocrystal explosive composed of 2,4,6,8,10,12‐hexanitrohexaazaiso‐wurtzitane (HNIW) and 2,4,6‐trinitrotoluene (TNT) in a 1 : 1 molar ratio was effectively prepared by solvent/nonsolvent cocrystallization adopting dextrin as modified additive. The structure, thermal behavior, sensitivity, and detonation properties of HNIW/TNT cocrystal were studied. The morphology and structure of the cocrystal were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and single crystal X‐ray diffraction (SXRD). SEM images showed that the cocrystal has a prism type morphology with an average size of 270 μm. SXRD revealed that the cocrystal crystallizes in the orthorhombic system, space group Pbca, and is formed by hydrogen bonding interactions. The properties of the cocrystal including sensitivity, thermal decomposition, and detonation performances were discussed in detail. Sensitivity studies showed that the cocrystal exhibits low impact and friction sensitivity, and largely reduces the mechanical sensitivity of HNIW. DSC and TG tests indicated that the heterogeneous exothermic decomposition of the cocrystal occurs in the temperature range from 170 °C to 265 °C with peak maxima at 220 °C and 250 °C and significantly increases the melting point of TNT by 54 °C. The cocrystal has excellent detonation properties with a detonation velocity of 8426 m s⁻¹ and a calculated detonation pressure of 32.3 MPa at a charge density of 1.76 g cm⁻³, respectively. Moreover, the results suggested that the HNIW/TNT cocrystal not only has unique performance itself, but also effectively alters the properties of TNT and HNIW. Therefore, the cocrystal formed by HNIW and TNT could provide a new and effective method to modify the properties of certain compounds to yield enhanced explosives for further application.     

TNT爆炸的数值计算及其影响因素

应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟TNT爆炸的数值计算模型并进行了空爆冲击波超压等数值计算。通过数值计算结果与经验公式和试验数据的对比分析,验证了计算模型和参数取值的可信性。基于数值计算结果,分析了炸药材料参数、TNT药量、单元网格密度、建模方式、空气域形状和炸药形状等参数变化对爆炸冲击波超压的影响。结果表明,与试验结果相比,数值计算结果可以作为爆炸冲击波超压的下限值,而Henrych公式、Sadovskyi公式和GB6722-2003公式给出的是超压的中位和下位值;炸药材料参数的取值、单元网格密度和炸药形状对数值模拟结果的影响与比例距离相关,比例距离小于2.0时,不能忽视其影响;冲击波超压会随TNT药量的增加而小幅度增加,但建模方式和空气域形状对数值计算结果的影响可以忽略不计。     

紫外分光光度法测定混合炸药中TNT含量

为准确获取混合炸药中TNT含量,以无水乙醇为溶剂,超声波辅助溶解样品,用紫外-可见光分光光度计在紫外光谱区测试混合炸药中的TNT含量。结果表明,在335nm波长不使用显色剂的情况下,测试结果的重复性和准确度分别为0.021%和1.0%。模拟样品的回收率大于97%。在新建立的条件下,混合炸药中TNT含量的测试方法准确、快速、稳定性好,能有效提高工作效率。     

TNT装药水中爆炸的数值模拟

采用AUTODYN软件对不同起爆方式下TNT装药水中爆炸模型进行了数值计算,并对计算结果进行了实验验证.根据计算结果分析了中心起爆、端面中心起爆和端面面起爆情况下,在装药不同方位的水中冲击波压力峰值随距离的变化趋势.计算结果表明,端面起爆状态下,装药径向的冲击波压力峰值均大于端部;中心起爆状态下,一定距离处,装药端面的压力峰值大于径向.改变起爆方式,可以实现水中爆炸冲击波能量的定向增益,提高特定方位爆炸能量利用率.