炸药冲击损伤及损伤炸药冲击起爆实验研究

采用炸药爆炸冲击加载的方法,对PBX炸药进行冲击损伤实验,测试炸药冲击前后的密度变化,并利用扫描电镜(SEM)对炸药的剖面进行细观观察,同时对损伤炸药的冲击起爆过程进行了实验研究. 通过比较不同损伤程度PBX炸药的压力变化历史得到,炸药损伤越严重,波阵面成长越快,冲击感度越高.     

损伤炸药的冲击起爆数值模拟

通过对炸药化学反应速率方程的分析,建立了基于KIM弹粘塑性球壳塌缩热点模型原理的三项式整体化学反应速率方程模型. 运用遗传算法确定了反应速率方程相关参数,通过与Forest-Fire反应速率模型数值模拟结果对比验证所建模型的合理性. 将所建反应速率方程模型嵌入有限元程序对PBX炸药起爆过程进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以描述分析受冲击加载造成孔隙率、颗粒尺寸等变化的损伤炸药的冲击起爆过程.     

双向抗高过载微流体惯性开关

为实现微流体惯性开关在智能弹药引信系统中的应用,提出一种双向抗高过载微流体惯性开关,解决高冲击作用下由水银液滴分离造成的开关接触不稳定问题.基于微通道内水银液滴所受毛细力原理,设计蛇形缓冲通道与三级毛细阀结构.分析收缩型毛细阀与扩张型毛细阀中水银液滴的受力状态,建立矩形截面通道中水银液滴的静态阈值模型;采用用户定义函数...     

GPS接收机抗高过载技术研究

对火炮发射高过载环境和GPS OEM板接收机的结构特点进行了分析,提出了GPS OEM板接收机抗高过载冲击能力的3种技术途径.以空气炮和火药模拟火炮为过载发生装置,以弹载数据采集存储系统采集的数据为试验数据,对GPS接收机抗高过载进行了试验研究.试验结果表明,改变GPS接收机的受力方向和环氧树脂灌封等抗高过载冲击措施后,试验用的Jupiter GPS OEM板接收机能够承受9 000g以上的冲击;冲击对其信号捕获性能和定位精度没有明显影响.     

高过载下固体火箭发动机长尾喷管两相流场数值模拟

采用欧拉-拉格朗日两相流模型对不同过载及颗粒直径条件下的喷管内流场进行了数值模拟。分析了过载的加入和颗粒直径变化对喷管内流场的压强、温度、速度的影响。从结果分析得到:不同过载以及颗粒直径变化对喷管内部燃气压强、温度、速度的影响比较大,特别是对温度的影响尤为明显。在纯气相条件下时,燃气温度在喷管长尾段后部有明显的下降,但随着颗粒相的加入,在喉部附近以及扩张段中,两相流情况下的燃气温度高于纯气相情况下的燃气温度。     

间隙冲击对轧钢机主传动系统过载的影响

本文分析了轧钢机主传动系统由于间隙冲击引发的扭矩过或，详细计算了由此激发的扭矩动力响应，给出了各轴段的过载值，即扭矩放大系数TAF。计算表明，间隙冲击不仅改变了系统的初始条件，而且也改变了系统的加或方式。这两种响应的叠加，使过载增大。随着轧机零件在使用中的磨损，会出现间隙逐渐变大，本文提出了一些改进的见解。     

HMX/黏结剂体系摩擦特性及抗过载性能

奥克托金(HMX)作为现今军事领域能量水平高、综合性能最好的单质炸药,具有优良的爆轰性能,被广泛应用于混合炸药中,但其摩擦、撞击感度都较高,也使其在应用过程中存在安全隐患。为了改善HMX基混合炸药的摩擦性能和抗过载性能,采用氟橡胶和顺丁橡胶包覆HMX颗粒,获得HMX/黏结剂混合体系样品,利用扫描电镜观察包覆前后HMX的形貌变化,通过滑移力测量仪与摩擦感度仪测试样品的摩擦性能,最后考核HMX基混合体系的抗过载能力。实验结果表明：氟橡胶和顺丁橡胶能够对HMX炸药颗粒有效钝感和减摩,其中顺丁橡胶包覆后的HMX基混合炸药体系摩擦特性更优良,且通过了抗过载实验考核。     

冲击电流计特性研究的两种方法

由电磁测量中不同的前提条件,对闭路状态中冲击电流计的运动特性进行了两种不同方法的分析研究,从而提出其中一种对实际电磁测量有指导价值的结论．     

导引头天线在高过载环境下的动态响应分析

目的 研究末制导炮制导引头天线在高过载环境下的结构动态响应。方法 针对末制导弹采用火炮发射的内弹道段短时高过载的载荷环境特点,通过理论分析与实验研究相结合,对结构的模态,阻尼特性进行了分析,并对其在高过载环境下的动态响应进行了分析。结果与结论 分析表明导引头天线结构的动态应力和位移满足强度要求和使用条件,为结构设计提供了依据,同时,研究方法也适用于未制导炮制其它结构的分析。     

损伤炸药反应速率及起爆的数值模拟

在PBX炸药冲击损伤和冲击起爆实验的基础上,采用拉格朗日分析方法对损伤炸药的化学反应速率方程进行整体标定,并对损伤炸药的冲击起爆过程进行了数值模拟. 结果表明,损伤炸药冲击波感度提高,得到了损伤炸药化学反应速率方程相关参数的变化规律.     

冻土单轴压缩损伤特征与细观损伤测试

基于冻土单轴压缩的CT动态测试，提出冻土单轴压缩下的损伤由完全不同的两个阶段组成：其一是塑性硬化下的塑性损伤，其二是由于新产生的裂隙造成的微裂纹损伤。对两种不同损伤阶段下冻土微结构变化特征进行了讨论，给出了各阶段损伤计量计算公式。采用该方法分别对饱水冻土试样和未饱水冻土试样的损伤量进行了计算，得到了塑性损伤和微裂纹损伤阶段的损伤量及总附加损伤量。得出饱水冻土的塑性损伤和微裂纹损伤产生的应变条件门槛值分别为0．75％和5．0％，未饱水冻土的分别为0．70％和4．5％。     

混凝土抗拉疲劳剩余强度损伤模型

基于连续体损伤力学理论,建立了各向异性混凝土抗拉疲劳剩余强度衰减模型.模型中采用了基于应变能量释放率空间的边界面模型,通过极限断裂面的不断移动模拟疲劳过程中损伤阈值的不断变化.提出了在高周疲劳过程中损伤模量表达式中的D为一与剩余强度有关的变量的观点,并给出了函数表达式.结合已完成的混凝土疲劳抗拉剩余强度试验,确定了模型的参数,并验证了模型的有效性.     

在冲击波纳秒加载过程中水的结晶相变及其动力学现象

在一级轻气炮加载实验中,利用光透射测量技术在线观测了水在多次冲击下发生结晶相变的动力学过程.实验研究表明:当水被压缩到液-固相边界附近,在界面效应的作用下,处于亚稳状态的水迅速局部结晶成核,并且在数十个纳秒内达到对入射光产生散射效应的尺度.固相体积分数随压力递增而增加,当样品中的压力达到平衡时结晶速率逐渐变缓.     

矩形波冲击时发泡聚苯乙烯衬垫破损边界研究

研究发泡聚苯乙烯缓冲衬垫简化模型的包装材料在矩形波脉冲激励下的冲击响应，建立动力学模型，应用四阶龙格一库塔法求解，从而得到产品包装系统的冲击谱和破损边界曲线，结果表明，脉冲幅值m、发泡聚苯乙烯缓冲衬垫的系统参数(α、β)对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响．     

碳纤维/环氧树脂复合材料在爆炸冲击下的微损伤分析

采用光学显微镜和 JEM- 6 30 1F场发射扫描电镜 ,观察了多向编织碳纤维 /环氧树脂复合材料在不同载荷下的断口和微损伤形貌 ,并分析其破坏形式和损伤过程。目的是为复合材料的结构设计和制造提供依据。实验结果表明 :低速加载下断裂过程依赖于应力的传递特性 ,表现为脆断 ,纤维断裂主要是由纤维表面缺陷引起的。在爆炸冲击下 ,试件碎裂区纤维呈现出剪切断裂和脱粘拔出 ,纤维间树脂呈层状或河流状花样 ;爆炸产生的复杂应力将首先择优作用于编织束界面上 ,形成沿束界面扩展的裂纹     

基于三维细观结构的PBX炸药的损伤机理

为了解细观结构差异和热力作用对高聚物黏结炸药(polymer bonded explosives, PBX)损伤的影响,采用Voronoi方法建立三维细观模型,并考虑颗粒的弹塑性和黏结剂的弹黏塑性以及界面内聚力本构关系,分析不同细观结构PBX在热力载荷下的损伤演化机理。结果表明升温不易造成界面的损伤,降温时收缩率较小的黏结剂对颗粒的收缩有阻碍,导致界面间法向拉应力增大,易造成界面损伤。提高黏结剂含量,有利于减小降温时界面的损伤程度。当黏结剂含量相近时,颗粒粒径越趋于一致,界面损伤程度越小。在低压作用下,损伤由法向应力导致转为由切向应力导致,损伤程度减小,但当压力过大时界面产生新的损伤。     

多元炸药装药冲击起爆的数值模拟

对多元炸药装药的冲击起爆过程进行了数值模拟研究,得到了改变炸药装药层叠顺序后的压力时程曲线．通过分析比较发现：当起爆过程从高爆速炸药传入低爆速炸药时,压力波形过渡平稳,在低爆速炸药到达CJ点时会出现短暂的超压爆轰现象;当起爆过程从低爆速炸药传入高爆速炸药时,会出现回爆现象,压力波形出现双峰,这对于被驱动系统的二次加载是有价值的．     

可变阻尼减振器外特性仿真与试验

分析了所开发的可变阻尼减振器的工作原理和阀系特性。根据流体力学缝隙流动、管嘴流动及并联管路流量计算理论,推导出阻尼力计算公式,用MATLAB建立了可变阻尼减振器的数学模型,通过仿真得到了示功图和速度特性,并按照减振器台架试验标准QC/T545进行了试验,得到了外特性试验数据。将仿真结果和试验数据进行比较,证明应用并联管路流量计算理论建立的数学模型正确可靠,符合实际要求,准确地描述了阻尼力随行程变化的特性,可用于可变阻尼减振器的设计和性能预测。     

主余震作用下山地掉层框架结构的损伤评估

参考我国现行规范设计了3个不同掉层数与掉跨数的山地掉层框架结构(掉两层三跨结构、掉两层两跨结构、掉三层两跨结构)以及1个普通平地框架结构,采用增量动力分析方法(incremental dynamic analysis,IDA),以Park-Ang损伤指数作为结构响应(damage measures,DM)参数,以(peak ground acceleration,PGA)作为地震动强度(intensity measures,IM)参数,考虑余震的附加影响,从构件附加损伤指数、层损伤指数、整体损伤指数方面对掉层框架结构进行了损伤评估。研究结果表明,主震是引起结构损伤最重要的因素。掉层结构上接地层的损伤最严重,随着PGA的增大,掉层结构各构件的附加损伤指数增大,上接地柱的附加损伤最大。山地掉层结构的整体损伤大于普通平地结构的整体损伤;在主震幅值相同时,PGA越大,余震对结构的附加损伤也越大,且余震对掉层结构的附加损伤程度较平地结构更大,山地结构和普通平地结构的损伤指数比按C2K3、C3K2、C2K2、ORD依次减小。