球形装药近距离爆炸正反射冲击波实验研究

对于大当量爆炸容器设计，准确的爆炸近区正反射冲击波压力和冲量数据至关重要。通过实验方法获得了比距离为0.098～0.5 m/kg1/3范围内球形装药爆炸正反射冲击波压力峰值、冲量和）中击波到时，并结合文献[1-2，4]中的数据，拟合得到了压力峰值、比冲量和比例时间与比距离的经验关系式。结果表明：压力峰值随比距离增大呈指数衰减；反射冲量与爆炸当量成正比，与距离的平方成反比。     

不同量级TNT爆炸冲击波参数相似律实验研究

为研究不同量级的TNT装药爆炸冲击波参数相似律,开展了四种药量TNT静爆实验,获取了不同爆距地面测点的压力-时间曲线,得到了峰值超压、正压作用时间和正压冲量等冲击波参数,并与文献值进行了对比分析.结果表明,冲击波参数均满足爆炸相似律,当比例距离小于3时,实验数据统计规律较差.通过拟合,得到了适用公斤级到百公斤级TNT爆炸的冲击波参数经验公式.     

不同量级TNT爆炸冲击波参数相似律实验研究

为研究不同量级的TNT装药爆炸冲击波参数相似律,开展了四种药量TNT静爆实验,获取了不同爆距地面测点的压力-时间曲线,得到了峰值超压、正压作用时间和正压冲量等冲击波参数,并与文献值进行了对比分析.结果表明,冲击波参数均满足爆炸相似律,当比例距离小于3时,实验数据统计规律较差.通过拟合,得到了适用公斤级到百公斤级TNT爆炸的冲击波参数经验公式.     

铝氧比对水中爆炸近场冲击波的影响

为揭示铝氧比对水中爆炸近场冲击波压力的影响,对三种不同铝氧比的RDX/Al体系柱形装药进行了水中爆炸实验,通过高速扫描方法求解了水中爆炸近场冲击波峰值压力随传播距离的衰减规律,分析了所含铝氧比对冲击波初始压力峰值和压力峰值衰减的影响.结果表明,Al/O=0时,初始冲击波峰值压力达到了18.95 GPa,Al/O=0.4时初始冲击波峰值压力约为13.66 GPa,而Al/O=0.7时初始冲击波峰值压力约为8.35 GPa,而峰值压力的衰减速率也随着铝含量的增加而降低.铝粉参加反应的时间、反应的程度等因素对近场冲击波初始峰值压力和峰值压力的衰减影响显著.     

水下爆炸冲击波对圆柱形壳体结构叠加效应的数值模拟

为研究水下多点起爆冲击波的叠加效应,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件的流固耦合算法,首先将固支方板在水下爆炸载荷作用下的数值模拟与试验数据进行对比,将水中爆炸冲击波的超压计算值与理论值进行对比,证明了流固耦合算法的设置及相关材料参数的选取是合理的。在此基础上,针对鱼雷模拟器,进行了同一当量下单装药和四装药起爆下的系列数值运算,初步分析时差对叠加效应的影响。结果表明:当TNT当量一定时,冲击波超压值随炸距和模拟器直径的增加呈指数形式衰减; 炸距越远,模拟器直径越小,冲击波的叠加效应越强; 对于1.63 g TNT,认为多装药同时起爆的时间间隔最大不超过11 μs。给出了超压放大倍数与模拟器直径和炸距间的关系式。研究结果为大口径弹水下爆炸冲击合成毁伤鱼雷提供了理论指导。     

浅埋爆炸空气冲击波峰值压力计算方法研究

为研究装药比例埋深和比例距离对浅埋爆炸空气冲击波峰值压力的影响，测试了3种比例埋深工况下，7种比例距离处浅埋爆炸空气冲击波的峰值压力，结合量纲分析对试验数据进行拟合，得到了浅埋爆炸空气冲击波峰值压力的经验公式。结果表明：空气冲击波峰值压力随着比例埋深和比例距离的增加而减小；随着比例距离增加，比例埋深对空气冲击波峰值压力的影响减弱；空气冲击波峰值压力ΔP_D与装药量Q、爆心距R和埋深L有关，其经验公式为：■。     

云爆剂爆炸/冲击波参数研究

对一种新型云爆药剂及其试验装置进行了外场静爆试验,并对其爆炸/冲击波参数和后续燃烧现象进行研究。结果表明:总装药量为30 kg的试验弹其爆炸火球最大直径可达17.4 m,是原始装药直径的75.65倍。从所测爆炸场超压曲线发现存在前后两个正压作用区,第二个正压区呈现较好的规律性;二次冲击波在火球区外形成,火球区内是后续燃烧反应对爆炸波加载而引起的压缩波积累压力平台;二次冲击波峰值压力不小于第一个冲击波的40%,二次冲量占总冲量的12.5%~43.7%,其对爆炸/冲击波威力的贡献不可忽略。     

典型装药水中爆炸参数与水深关系的仿真研究

考虑了炸药在水介质中爆炸时不同深度水压会对爆炸参数产生不同的影响，该文采用有限元软件ANSYS／LS-DYNA建立了典型装药在不同水深压力下爆炸的仿真模型，计算了在不同水深压力下不同点处的爆炸冲击波压力，分析了炸药水中爆炸的冲击波压力随水深的变化关系，得出了同一装药在不同水深处爆炸时，与爆心不同相对位置处的冲击波压力随水深的变化规律。本文的研究有助于水中兵器战斗部毁伤威力的评定以及引信作用距离的设计。     

长方体密闭结构内爆炸冲击波传播与叠加分析模型

采用镜像爆源构建内爆炸结构壁面反射作用与非线性叠加处理多波耦合效应相结合的方法,建立了长方体密闭结构内爆炸冲击波传播和叠加分析模型。该模型可以用于内爆炸荷载的快速工程计算。算例分析表明,结构壁面点上第一峰值超压、脉冲宽度和比冲量的预测值与试验结果的最大相对误差分别为-10.5%、-19.2%和13.2%,模型预测内爆炸冲击波特征参量与试验结果较为吻合,验证了该分析模型的有效性。     

炸药装药爆炸反应演化过程和约束影响的数值模拟

为分析弱刺激条件下炸药装药反应演化问题和约束条件对炸药爆炸反应的影响,构建了炸药爆炸反应速率增长的唯像模型,采用多介质任意拉式欧拉和流固耦合算法,实现了约束装药局部点火后缓慢燃烧反应到剧烈爆炸反应增长及其与壳体相互作用的数值模拟.基于强约束球形装药中心点火实验,数值模拟分析了约束条件对压装PBX-2炸药爆炸反应压力增长过程的影响,结果表明壳体强度或厚度增加,装药内反应压力的峰值也增大;随着钢壳厚度从5 mm增加到20 mm,压力峰值从163 MPa增大到1357 MPa,而且压力增长过程存在很大的差异,但随着壳体破裂解体,抑制了爆炸向爆轰反应的转变.     

水下爆炸爆心坐标计算方法

在水中兵器实航爆炸试验中，借助软件测得的爆炸冲击波压力和传播时间差计算出爆炸爆心坐标。计算结果表明，计算精度满足水下爆炸调试系统要求。     

炸药水下爆炸气泡脉动周期工程计算方法

在前入水下爆炸实验研究的基础上，引入柱形和球形装药的修正因子，建立了炸药水下爆炸气泡脉动周期的工程计算方法，揭示了炸药爆热与水下爆炸气泡脉动周期的关系，通过实验进行了验证，其计算误差小于5%，实现了不同炸药、不同装药结构水下爆炸气泡脉动周期准确的计算。该计算方法的建立为水下炸药配方设计、水中炸药性能评估提供重要的科学依据。     

爆炸抛撒方式对FAE云雾爆轰特性及威力影响的实验研究

为探讨中心药管和径向药管爆炸抛撒对FAE爆轰特性及威力影响,通过高速录像、压电传感器和红外热像仪记录FAE静爆实验。获得两发50kg PO、1.5kg抛撒装药、两种爆炸抛撒作用下的云雾扩散、火球温度、冲击波超压数据。结果表明,采用中心药管和径向药管爆炸抛撒形成的云雾覆盖面积和起爆形态相差不大;后者在云雾和破片均匀性方面优于前者,火球温度比前者增益约12%,冲击波超压比前者增益约20%~35%。     

机库内爆炸效应的数值模拟研究

利用自编程序MMIC3D建立了机库的三维数值模型,采用三维Youngs界面技术对战斗部侵彻机库后发生爆炸情况下的流场分布进行了三维数值模拟。采用后处理软件Visc3D分析了冲击波在机库内的分布情况,在与实验结果对比的基础上,给出了不同关键点的压力曲线和一些规律性的仿真结果,并且通过计算结果的动画处理,清晰地看到战斗部在机库内部爆炸后所形成冲击波的传播规律。这些结果与规律基本符合物理现象和理论分析,对爆炸场近、远场的物理过程及其效应有了深刻的认识和理解,这对于如何高效毁伤机库内的飞机、人员以及相关设施具有重要的参考价值。     

气体爆炸抑制技术研究

本文根据气体爆炸反应的链式反应理论 ,考虑其从点火到爆炸需要一定的成长时间 (秒级 ) ,设计安装了一套气体爆炸抑爆实验装置。在此装置中 ,用复合爆炸抑制系统 ,对液化石油气和甲醇裂解气 (主成份为 co)进行了抑爆效果实验 ,研究了干粉剂用量、干粉分散均匀度和抑爆系统干粉喷散作动时间对抑爆效果的影响 ,给出了抑爆过程的压力—时间曲线。实验结果表明 :本文所提供的抑爆技术是可行的。通过及时喷洒一定量的灭火干粉 (或水 ) ,可使石油液化气爆炸峰值压力下降 59.5% ,可使甲醇裂解气爆炸峰值压力下降 43.6% ,并最终导致燃爆熄灭。     

不耦合装药爆炸作用下燃料空气炸药的近区抛散

通过建立的力学模型 ,分析中心不耦合装药爆炸载荷下燃料空气炸药近区抛散速度分布的规律 .得到燃料抛散最大速度的计算方法 ,为中、远区抛散分析奠定了基础 .计算值与实验结果是一致的 .研究结果表明 :中心不耦合装药爆炸载荷作用与耦合装药相比 ,燃料的抛速变小 .同时给出了不耦合系数与燃料抛散速度的定量关系     

高威力复合药剂的研究

结合软目标的毁伤特性,研制了一种具有较好空气冲击波毁伤作用的复合药剂,其主要由硝酸铵(AN)、铝粉、液体功能添加剂和敏化剂组成.通过理论计算和实验研究对药剂配方进行了设计,结果表明,该药剂的爆炸反应过程分阶段进行,与常规炸药相比具有一定的体积爆炸和分布爆炸性质,可利用空气中的氧气参与释能反应,反应时间显著增长,爆炸威力达到2.0倍TNT当量以上.     

一种爆炸硬化用高聚物粘结塑性炸药及应用研究

针对目前爆炸硬化所用炸药的性能不足,研制成功一种高聚物粘结塑性炸药。该炸药以RDX为主炸药,烯烃类高聚物作粘结剂,并添加惰性粉体作爆速调节剂、癸二酸二辛酯增塑剂和液体石蜡钝感剂进行配方设计,运用该配方所配制的塑性炸药对高锰钢辙叉的爆炸硬化表明:在辙叉铸造基体硬度为HB170～190时,一次硬化后,表面硬度达到HB260～280;两次硬化后,表面硬度达到HB310～330。结果表明:该塑性炸药的爆炸硬化工艺性能稳定。     

微爆索切割航空有机玻璃板实验研究

采用六硝基芪域( HNS域) 微爆索切割航空有机玻璃( PMMA) 板。在改进的实验装置上,针对3 种不同长度的PMMA 板材,在3 种不同温度下,完成了45 次微爆索爆炸切割PMMA 板实验,研究温度、尺寸和边界约束对切割效果的影响。实验结果表明,在所研究的范围内,温度、尺寸和边界约束条件对爆炸切割PMMA 板的效果影响甚微,可以忽略不计。因此,元件的实验参数和结果,可以直接用来指导真实件实验,为弹射救生系统的设计和改进提供科学依据。     

甲烷爆炸初期关键自由基化学发光与爆炸压力的耦合关系分析

为建立甲烷爆炸初期微观化学反应机理与宏观爆炸压力之间的联系,利用20L标准球型爆炸测试装置和光栅光谱仪采集了甲烷爆炸初期爆炸压力数据,采用光谱分析和数据同步分析方法研究了CO_2、C_2、CHO·、OH·、C_3等关键激发态自由基及分子的光谱强度和爆炸压力的耦合变化关系。研究表明,CO_2在爆炸升压阶段大量生成;C_2、CHO·在爆炸感应期内大量产生,在爆炸升压阶段大量消耗;OH·含量在整个甲烷爆炸的过程中处于较高水平。微观角度CO_2大量生成在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈正相关关系;C_2、CHO·迅速消耗在宏观上部分表现为爆炸压力的迅速上升,其含量变化趋势与升压过程呈负相关关系。在爆炸感应期减少C_2、CHO·的生成,降低其含量;在整个甲烷爆炸的过程中抑制OH·产生,降低其含量;减少或抑制CO_2的生成,可以减缓或抑制爆炸进程,有效减小甲烷爆炸的压力。