DNAN基熔铸炸药JWL状态方程参数的预估方法

针对战斗部毁伤威力要求,需通过状态方程预估炸药的做功能力以开展DNAN基熔铸炸药配方设计.采用一种基于BKW程序的方法预估炸药JWL状态方程参数.计算了典型炸药JWL状态方程参数,对比爆轰产物膨胀过程的计算p-V曲线和圆筒试验p-V曲线,两者在高压区和低压区基本重合,中压区的计算值稍大,但最大误差不超过10%;利用DNAN基熔铸炸药的JWL状态方程参数对炸药驱动铜板的过程进行数值模拟,对比铜板自由表面中心点速度的计算曲线和实验曲线,最大误差不超过7%.研究结果表明,在炸药配方设计阶段,可利用该方法快速预估DNAN基熔铸炸药JWL状态方程参数和做功能力.      

用Lagrange分析方法确定固体炸药基于JWL状态方程的反应速率方程

利用Lagrange实验结果和改进的Lagrange分析方法,对固体炸药在动高压流场中的本构方程进行了整体标定.未反应炸药和已反应产物都采用JWL状态方程.分析得到了每个Lagrange位置上的压力p,质量速度u,比容v,比内能随e时间的变化过程,同时可标定基于JWL状态方程的固体炸药的点火与增长型反应速率方程.标定的JWL状态方程和点火与增长型反应速率方程具有良好的相容性,参数可以直接用于动力学计算程序LS-DYNA3D.本文对铸装TNT炸药的二维起爆过程进行了计算.     

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究

为预测炸药的JWL状态方程参数,根据KHT状态方程编制了KHT程序,计算得到的RDX基含铝炸药的爆轰参数与实验值具有良好的一致性,证明了KHT程序的可信性.在此基础上,利用KHT程序计算的爆轰产物等熵膨胀数据,对RDX基含铝炸药的JWL状态方程参数进行了预测.将预测的JWL状态方程参数输入到AUTODYN软件中,对1 kg RDX基含铝炸药水下4.7 m爆炸试验进行了数值模拟仿真,对比了不同爆距处冲击波压力峰值的试验值与仿真值,两者符合较好. 研究结果表明,利用KHT程序计算的等熵膨胀数据对JWL状态方程参数进行预测是可行的,预测的参数是可用的.      

小隔板试验的数值模拟研究

根据拉氏分析方法确定的铸装TNT(ρ=1.587g.cm-3)状态方程与反应速率方程参数(未反应炸药和已反应产物的状态方程都采用JWL状态方程),用有限元程序LSDYAN进行数值模拟,得到了与实验结果比较一致的结果.验证了拉氏分析方法在数值模拟和实验中的桥梁作用.     

未反应PBXC10炸药冲击Hugoniot关系的实验研究

为了获得标定未反应PBXC10炸药(Jones-Wilkins-Lee)JWL状态方程参数的基础数据,提出了一种获得未反应炸药冲击Hugoniot关系的方法,即基于冲击起爆实验测得的PBXC10炸药中不同拉格朗日位置的压力历史,假设冲击波前沿炸药未发生化学反应,并利用冲击波阵面前后的动量守恒关系,获得未反应PBXC10炸药的冲击Hugoniot关系. 将该冲击Hugoniot关系外推到爆速,得到PBXC10炸药的冯诺依曼峰值压力,发现该峰值压力与PBXC10炸药的CJ (Chapman-Jouguet) 压力之比在合理范围内.     

有氧化剂(AP)含铝炸药水中爆炸数值模拟

为了实现含有氧化剂AP的含铝炸药(下称PBX—3炸药)的水中爆炸参数的预估,利用Φ50 mm圆筒试验确定了PBX—3炸药爆轰产物JWL状态方程参数;并在此基础上开展了PBX—3炸药水中爆炸数值模拟,计算得到了冲击波峰值压力、比冲击波能和气泡脉动周期,计算结果与试验结果吻合良好。研究结果表明,基于圆筒试验确定的爆轰产物JWL状态方程参数,可以准确计算有氧化剂含铝炸药的水中爆炸参数,对于该类炸药的能量评估有一定参考价值。     

含铝炸药爆轰数值模拟研究

对含铝炸药25nm和50nm圆试验进行了二维爆轰数值模拟,标定了含铝炸药JWL状态方和反应速率方程参数,为检验含铝炸药爆轰模型及其相关参数的合理性,对含铝炸药驱动金属平板试验进行了二维爆轰数值模拟,得到了与实验值相符合的结果,分析了铝粉在炸药爆轰中的反应情况和约束条件对含铝炸药爆轰性能的影响。结果表明,铝粉主要在爆轰后期与炸药爆轰产物反应释放能量。     

基于爆轰产物膨胀驱动金属加速能力的评定方法

研究炸药爆轰驱动与加速金属能力的表征与评定方法,为炸药的选型与应用等提供理论和技术支撑。基于瞬时定容爆轰和产物等熵膨胀假定,分别采用多方指数型状态方程和JWL状态方程推导了爆轰驱动与加速金属的驱动压力模型和驱动能量模型;采用所得到的模型对6种典型炸药进行了计算,并分析了驱动压力和驱动能量随爆轰产物膨胀进程的变化规律;在此基础上,提出了表征与评定炸药爆轰驱动与加速金属能力的参数——驱动压力指数(Kp)和驱动能量指数(KE)。研究结果针对炸药爆轰驱动与加速金属的能力提供了定量表征与评定方法,为炸药爆轰性能和驱动与加速金属能力的关联性给出了理论依据。     

2,4-二硝基苯甲醚应用基础性能研究

通过基础试验和理论计算,对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)作为不敏感熔铸载体炸药的主要性能进行了实验研究。结果表明,DNAN的熔点为94.5℃,安定性良好;并与RDX、HMX、.DNTF、AP、MNA、Al等高能炸药和添加剂等有相容,适合作为熔铸载体炸药。DNAN基炸药能量水平与TNT基炸药相当,但引入AP后可使DNAN基熔铸炸药具有较大的能量调节范围。     

神经网络LM算法在X射线探测器中的应用

介绍了1种探测X射线分布和剂量的方法.采用BP神经网络拟合图像灰度值与照射量率的关系曲线,实现了探测器的标定.分析了直接用CMOS图像传感器探测X射线的原理.探讨了神经网络参数选取的方法.利用LM算法优化BP神经网络,得到较为精确的拟合曲线和误差曲线,并且用测试数据验证该系统的误差性能指标.实验证明该算法能够较为精确的测量辐射的剂量信息,可应用于X射线探测器的标定.     

充填环境下预裂缝的爆破动力响应分析

根据广西高峰矿新采矿方法的工程实际情况,采用高能炸药的Joles-Wilkins-Lee(JWL)状态方程,以质点振动速度峰值PPV为主要指标,利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟充填采矿中预裂缝对爆炸应力波的作用机理,分析爆炸应力波在充填环境下的传播特征以及在经过预裂缝和不同介质分界面的衰减规律。研究结果表明：爆炸应力波在经过预裂缝时,质点振动速度峰值急剧衰减,预裂缝具有良好的降振效应,降振率在80％～90％之间;不同介质的分界面弱结构具有一定的降振效应,降振率在3％～10％之间;在邻近爆源一侧,预裂缝和分界面表现出能量聚集效应,且距预裂缝和分界面越近,能量聚集效应越明显,其能量聚集率最大可达25％。     

DNP/HMX熔铸炸药成型工艺研究

3，4-二硝基吡唑（DNP）在能量密度、安定性等方面性能优异，是具有广阔应用前景的新型熔铸炸药载体. 为研究DNP基熔铸炸药装药工艺和成型规律，以DNP/HMX（40/60）熔铸炸药为实验配方，采用数值模拟与实验验证相结合的方法，研究冒口预热工艺对DNP/HMX熔铸炸药装药冷却凝固时间与装药缺陷的影响规律，并在此基础上通过数值模拟方法研究大尺寸DNP/HMX熔铸炸药成型工艺. 结果表明:冒口预热工艺能够改变装药内部凝固顺序，保证补缩通道持续畅通，从而有效减少药柱内缩松产生；装药尺寸对炸药成型过程影响显著:随着装药尺寸增加，相同工艺条件下药柱冷却耗时大幅延长，缩松占比明显上升，需要更高冒口预热温度消除药柱内缩松；尺寸超过临界值后，仅靠冒口预热工艺已无法消除药柱内部缩松.      

海洋水文气象观测设备误差校准算法研究

为了提高海洋水文气象数据采集精度,需要对观测设备获得的数据参数进行误差校准标定。本文分别对分段线性化算法、最小二乘法的曲线拟合计算方法和样条函数分段三次多项式算法进行对比分析,最终将通过所有误差标定点且标定点处曲线光滑连续的样条函数分段三次多项式曲线拟合法,作为标准数据与观测数据进行误差校准标定的基本方法。通过实验对比分析,三次样条函数分段拟合误差标定法能够降低数据测量误差,保证观测设备获得较为准确、可靠的数据参数。     

压力对DNAN凝固过程的影响

为指导2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药凝固工艺优化设计,采用自制的多点加压凝固测试装置测试DNAN在0.6、0.3 MPa和常压下凝固过程的温度变化和凝固速率,用工业CT和扫描电镜观测试样的缺陷分布情况,用密度仪测试试样的装药密度。试验结果显示:随着压力的升高,DNAN的过冷度和凝固速率均逐渐增大;在DNAN装药体中,凝固产生的体积收缩更多集中于装药体上部,而装药体下部中的弥散性缺陷得到显著降低;DNAN晶粒生长的有序度得到提高,晶粒间空隙逐渐减少,装药相对密度由95.1%提高到了96.7%。上述研究表明,压力作用对DNAN的凝固过程影响较为明显,施加较低的压力即可有效提升装药质量。     

校正致密岩心中末端效应及相渗计算误差的计算方法

室内相渗曲线测试常采用非稳态方法。传统测量方法未考虑末端效应及相渗曲线的计算误差。基于末端效应机理研究,建立了考虑致密砂岩末端效应的数学模型;并分析了末端效应和JBN计算方法对致密砂岩岩心非稳态法相渗测试结果的误差。研究表明:增大驱替压差或提高岩心长度可有效降低末端效应导致的测试误差;但降低幅度存在极限值。同时,仅改变实验条件无法完全消除JBN计算方法导致的测试误差。因此,得到考虑末端效应的致密砂岩岩心非稳态法测定相渗曲线的校正图版,能够保证相渗曲线测试结果的准确性、提高油田生产动态预测的可信度。