炸高对RDX基聚能切割索爆破切割有机玻璃的影响研究

为深入研究炸高对聚能切割索（Flexible Linear Shaped Charge,FLSC）切割能力的影响,开展了聚能切割索在0～5mm炸高条件下切割20mm厚有机玻璃板的爆炸切割试验;建立了一种有机玻璃有限元模型及切割索炸药模型,数值模拟研究了0mm和5mm炸高情况下切割索爆破侵彻过程,并与试验结果进行对比。结果表明：该聚能切割索射流的汇聚过程较短,最佳炸高为0mm。随着炸高增加,侵彻能力逐渐减弱,层裂宽度逐渐增加,断面平整度降低;该切割索在0～4mm炸高下均能稳定切割20mm厚有机玻璃材料,5mm炸高情况下射流发散,无法形成有效切割能力;并且,仿真分析与试验结果一致性较高,最大误差为6%。     

坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术研究

针对双柳煤矿留设30m宽的区段煤柱进行护巷时,造成资源浪费严重、采出率较低以及应力集中严重等问题。本文以双柳煤矿33(4)16工作面为工程背景,通过理论分析以及数值模拟的方法确定沿空留巷的关键参数以及浅孔聚能爆破的关键参数,并通过现场矿压监测对所设计的方案进行验证。结果表明:①通过理论计算确定巷旁柔模混凝土墙体的宽度为1.5m能够满足实际的需要;②通过采用数值模拟以及现场试验确定超前预裂切缝的关键参数为切缝高度8.5m、切缝角度15°、切缝钻孔间距1000mm;③通过现场观测围岩变形量可知巷道围岩变形较小,说明此次沿空留巷试验能够满足生产需要。     

深孔二次爆破增透效果的试验研究

为了研究深孔二次爆破对煤层的增透效果,采用相同爆破参数在矿井现场进行了3次爆破试验,通过对爆破后钻孔瓦斯抽放浓度的变化情况进行分析,揭示了二次爆破对煤层增透效果的影响规律。试验结果表明:二次爆破能进一步提高煤层的增透效果,但是相较第1次爆破的增透效果有所降低;在同等情况的爆破作用下,爆破后煤层的平均瓦斯抽放浓度增量随煤层初始瓦斯抽放浓度增加而呈衰减趋势。     

混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性评估

为研究混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性,采用试验与数值模拟相结合的方法对混凝土墩体在杆式射流(jetting projectile charge, JPC)和爆炸成型弹丸(explosively formed projectile, EFP)两种聚能侵彻体作用下的易损性进行了评估。结果表明：当聚能侵彻体打击混凝土墩体顶面或侧面时,会形成近似圆形或带缺口的近似椭圆形的毁伤区域,打击位置越靠近毁伤区域中心,墩体毁伤越严重;聚能侵彻体垂直打击墩体顶面或沿水平方向打击墩体侧面时,毁伤区域的中心分别与墩体顶面中心和侧面的几何中心重合;斜上方打击墩体侧面时,JPC和EFP对应的毁伤区域中心分别下移约27.8 cm和28.2 cm;斜下方打击墩体侧面时毁伤区域中心分别上移约26.5 cm和28.7 cm;沿水平方向打击墩体侧面时,更易使墩体出现重度毁伤;相同打击条件下,JPC对混凝土墩体的毁伤效果优于同口径装药的EFP。     

起爆方式对聚能射流影响的数值仿真研究

应用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,采用ALE算法对在同种装药结构条件下的药型罩顶部单点起爆、顶面双环线起爆、装药面轴向外壁中心单环线起爆、三环线起爆后形成的聚能射流分别进行了数值模拟。计算结果表明,起爆方式对射流性能有着重要的影响,不同起爆方式在装药中形成不同的爆轰波形,药型罩顶部双环线起爆比单点起爆后形成的射流头部速度提高11.6%;装药面轴向外壁线起爆比药型罩顶部任何方式起爆后形成的聚能射流头部速度都低,装药面轴向外壁三环线起爆比药型罩顶部双环线起爆后形成的射流头部速度降低18%;同时进行了验证实验,仿真结果与实验结果吻合。     

聚能射流侵彻混凝土靶板的数值模拟研究

在基于有限元法中心差分包软件LS-DYNA-970的平台上对圆锥罩型聚能射流侵彻素混凝土试样进行了3-D数值仿真,揭示了金属射流的形成过程和侵彻过程机理。研究表明：装药结构在爆炸荷载作用下能形成头部速度高、弹身长径比大、整体质量分布合理的高速杆式侵彻体。在分析混凝土受力失效过程的同时,获得了金属射流在不同侵彻深度下,混凝土开孔孔径大小的数值结果。计算结果与文献中的实验数据吻合较好。     

弹丸壳体性能对聚能射流影响的数值模拟

利用LS-DYNA3D有限元分析软件,对某弹丸在不同壳体性能情况下形成射流的过程进行数值模拟及对比分析,以寻求壳体性能对聚能装药射流的影响。通过对计算结果的分析,总结了壳体厚度及壳体材料对射流头部速度、射流总能量等相关特性的影响,找出了弹丸的最佳壳体厚度和壳体材料。结论可为弹丸设计及提高战斗部威力提供有益参考。     

高威力震源药柱的配方研究

在普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药组分的基础上,加入高能添加剂铝粉,通过内装药配方的优化设计和实际爆炸性能的测定,确定了高威力震源药柱内装炸药的配方为膨化硝铵67．3％、木粉1．O％、柴油0．3％、石蜡0．7％、梯恩梯25．O％、铝粉5．7％。试验表明,高威力震源药柱内装药爆炸性能优良,作功能力比普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药提高15％。将聚能效应用于震源药柱,使高威力震源药柱具有更好的勘探效果。     

新型熔铸炸药精密爆炸网络的设计与应用

为了满足多模式毁伤弹药智能化和小而精的发展要求,应用新型DNTF基熔铸炸药,制作了精密爆炸网络.结果表明,该爆炸网络可以使单点起爆放大成周向多点同步起爆,且多点起爆的同步误差可控制在100ns以内.在多模战斗部预埋爆炸网络,解决了传爆和隔爆的矛盾,简化了战斗部结构,并可精确控制爆轰波形.     

基于虚拟原点概念的连续射流侵彻计算

对于沿射流长度方向具有线性分布速度的连续射流，经典的基于虚拟原点理论的射流侵彻关系式能很好的描述其侵彻行为。但对于非线性速度分布的连续射流，存在的虚拟原点不是唯一的。本文从对非线速度分布的射流的有限段线性近似和射流的应变率两个方面出发，讨论了虚拟原点概念在具有非线性速度分布的连续射流对目标侵彻深度计算中的推广问题。