发射药床动态挤压破碎模拟研究

该文介绍研制成功的发射药床动态挤压破碎物理仿真试验装置。用半密闭爆发器作为压缩动力源,其可控性使该装置能物理模拟火炮发射装药弹底药床点燃前所处的力学环境。用活塞压缩被模拟的药床,有效保护了挤压破碎后的药粒不被点燃。多次试验再现了膛内发射药床的力学环境和挤压破碎状况。该装置真实再现了发射药床的挤压破碎规律,解决了发射安全性研究中的一个关键问题。     

高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法

为了研究高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法,利用落锤试验机进行常温(20℃)和低温(-40℃)下DAGR125发射药的冲击试验,得到不同冲击速度下发射药轴向应力的演化规律。在此过程中,结合高速摄像技术,获得冲击过程中发射药表面的灰度图像,通过数字图像相关方法得到发射药表面变形,从而建立高能发射药在冲击载荷作用下的应力应变曲线。随后,利用3种分析方法(分别为初始拐点法、切线法及二次导数法)获得了发射药在高速冲击下的屈服强度。经过对比分析发现,常温20℃下DAGR125屈服强度的有效分析方法为初始拐点法,而切线法对低温-40℃下DAGR125发射药屈服强度的确定适用性更好。     

高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法刘计划

为了研究高能发射药在高速冲击下屈服强度的分析方法,利用落锤试验机进行常温(20℃)和低温(-40℃)下DAGR125发射药的冲击试验,得到不同冲击速度下发射药轴向应力的演化规律.在此过程中,结合高速摄像技术,获得冲击过程中发射药表面的灰度图像,通过数字图像相关方法得到发射药表面变形,从而建立高能发射药在冲击载荷作用下的应力应变曲线.随后,利用3种分析方法(分别为初始拐点法、切线法及二次导数法)获得了发射药在高速冲击下的屈服强度.经过对比分析发现,常温20℃下DAGR125屈服强度的有效分析方法为初始拐点法,而切线法对低温-40℃下DAGR125发射药屈服强度的确定适用性更好.     

基于离散单元法的发射装药挤压破碎动力学仿真

为了探寻发射装药低温下挤压破碎机理,研究发射装药挤压破碎对发射安全性的影响,本文利用离散单元法模拟了发射装药动态挤压破碎过程.将发射药粒离散成弹簧-球单元系统,建立了发射药床挤压破碎动力学模型,仿真了发射药床在动态冲击载荷下的挤压破碎动力学过程.采用统计的方法定量地获得了破碎后发射药床的表面积,其结果与试验较为接近,验证了本文理论与模型的正确性.研究结果为进一步研究发射装药低温下挤压破碎对发射安全性的影响奠定了基础.     

基于施工载荷的混凝土泵车整车动力学分析

针对当前混凝土泵车动力学分析割裂了各子系统之间的耦合关系,仅对单一子系统进行独立研究的问题,提出了一种混凝土泵车真实载荷状态下整机动力学分析方法。以混凝土泵车整机为对象建立有限元模型,加载两种冲击荷载模型来模拟实际施工时整车受到的动态冲击：通过建立混凝土流速模型,推导出混凝土输送管道上由混凝土流动对管壁摩擦引起的冲击载荷;依据混凝土泵液压系统工作原理,建立泵送冲击载荷模型。联合HyperMesh软件与MSC.Nastran求解器对混凝土泵车整机进行有限元动态仿真前处理与求解。最后,通过3种典型工况下仿真与实验对比,两者结果一致,验证了冲击载荷模型的合理性与仿真结果的可靠性。     

黑云母花岗岩对冲击荷载的动态力学响应

为了研究黑云母花岗岩对冲击荷载作用时的动态力学响应,采用大直径分离式Hopkinson压杆装置对黑云母花岗岩进行了动态压缩及动态劈裂抗拉试验,分析了黑云母花岗岩的动态压缩应力-应变曲线、动态压缩破坏形态以及动态劈裂抗拉强度等动态力学参数随着冲击荷载的变化规律。结果表明:黑云母花岗岩的动态抗压强度随着子弹冲击加载速度的增加而明显提高,在15.0 m/s左右时,动态抗压强度达到347.1 MPa; 随着子弹冲击加载速度的增加,黑云母花岗岩破坏的形式是从块状到粉状; 与静态劈裂抗拉强度相比,动态劈裂抗拉强度也有较大幅度的提高。     

硝胺和硝基胍发射药动态粘弹性能研究

对硝胺和硝基胍发射药在老化过程中的动态粘弹性能进行了研究。讨论了动态贮能模量和损耗角正切值随老化时间的变化规律，并从理论上分析了损耗角正切值与冲击断裂韧性之间的关系，给出了这两种发射药安全使用的临界老化时间，为两种发射药的研制和使用提供了依据。     

岩石SHPB劈裂分析理论研究

为了分析岩石在冲击载荷下的动态劈裂破坏情况,通过分析巴西圆盘在动态劈裂和静态劈裂时表面应力分布均匀化的相似性,可以将静态劈裂时的弹性理论应用到动态劈裂当中,得到巴西圆盘在动态劈裂下的动态抗拉强度、动态抗压强度、应变率和应变的计算公式.应用三维非线性动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟巴西圆盘在分离式霍布金逊压杆实验装置上受冲击时动态劈裂的整个实验过程.基于动态抗拉强度公式和动态抗压强度公式,对试件的实际拉应力曲线与计算拉应力曲线进行对比,以及对实际压应力曲线与计算压应力曲线进行对比,通过对比曲线的相互吻合性证明数值模型适用于对岩石冲击劈裂破坏性质的研究.通过分析试样表面的应力均匀化过程以及试样表面对心压缩轴线上拉应力方向的应力分布情况,得出试样在对心压缩轴线表面上的破坏顺序是由从两个冲击端部向中心发展的;通过分析试样沿对心压缩轴线所切剖面上的拉应力分布,得出试样在厚度方向上的破坏顺序是由表面向内部发展的.     

一种动态载荷的识别方法

提出了一种逆优化系统识别动态载荷的方法。该方法避免了一般载荷识别中频响函数求逆运算中由于矩阵病态而引起的运算及运算失败，从而提高了识别精度，为动态载荷，特别是宽频带、瞬态冲击载荷的识别提供了一种有效途径。     

层状介质波动问题的时域边界元模型及实验

建立了研究层状介质波动问题的时域边界元计算模型。为考察其精度和稳定性 ,对受冲击载荷作用的简单分层平板同时进行了动态光弹性和动态焦散线实验。由动态光弹性实验获取的系列双折射条纹相片反映出波动在层状介质中的传播、反射和透射特性 ,而动态焦散线实验为相应的时域边界元计算提供了精确的冲击载荷曲线。通过比较分别由实验和计算得到的在多个测点处双折射条纹级数的变化历程 ,对上述计算模型的适用性和可靠性进行了验证     

高能气体压裂用液体药点火与燃烧研究

高能气体压裂用液体药能够被点燃的点火压力、．点火热量以及能够形成其稳定燃烧的上述两个参数是液体药用于油气井高能气体压裂的两个重要参量．本文周密闭爆发器装置，用硝化棉药粉和双芳－３火药做为点火药，通过调整点火药量，得出了高能气体压裂用液体药的点火压力为５０ＭＰａ以上和点火热量及形成其稳定燃烧的点火压力和点火热量．并且得出了液体药能够被点燃的点火药为液体药的２０％．对液体药高能气体压裂现场施工设计选择点火药具有重要参考的价值．     

固体火箭发动机撞击点火数值模拟计算

装填高能复合推进剂的固体发动机,在跌落和撞击等情况下可能发生燃烧或爆炸. 为了对发动机低速撞击下的安全性进行评价,建立了发动机撞击靶板点火计算模型,采用热力耦合算法实现机械能和热能之间的转化,采用Arrhenius方程描述推进剂自热反应过程. 对直径为200 mm和480 mm发动机撞击靶板过程进行数值模拟计算,获得了与火箭橇实验结果一致的速度阈值范围. 结果表明计算模型能较好描述发动机撞击点火过程. 计算结果表明,装药量大的发动机撞击后更容易发生点火,发动机撞击点火速度阈值与装药量的对数成线性关系.     

液体工质电热化学发射过程燃烧特性分析

该文提出描述液体工质电热化学发射装置中燃烧过程的理论模型。模型可以预测发射过程中药室内压力、弹丸运动及工质的分解速率的瞬时变化。结果表明,液体工质电热化学发射过程中燃烧压力存在双峰现象,第１个峰值出现在弹丸几乎尚未运动的时刻,与初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积以及初始等离子体射流速度有关;第２个峰值是等离子体和工质分解的共同结果。对影响燃烧过程的一些特性参数,如初始Ｔａｙｌｏｒ空腔体积、电能输入特性、工质燃烧速率系数、弹丸质量作了分析     

固体推进剂多指标配方优化的理论探索

为满足新型固体推进剂对于钝感、高能、低特征信号的综合要求,对其配方进行了理论优化计算.首先根据均匀设计表生成了试验方案,以确保用较少的试验次数完成复杂的配方设计;其次用Matlab编制的软件计算出了各个试验配方的能量参数和燃烧产物组成,并通过撞击感度因子建立了配方组成与推进剂撞击感度的定量关系;最后运用偏最小二乘法对不同配方的能量参数、燃烧产物组成和撞击感度因子进行了综合优化分析,获得了钝感、高能、低特征信号3种指标最优时的推进剂配方组成.计算结果与文献报道的结果相近,说明本文的配方优化设计方法和软件是可信的.      

可控复合脉冲爆燃压裂动态加载模型

针对单级火药爆燃速度单一、延迟点燃连接装置稳定性欠佳的问题,提出高低燃速火药串联装配、中心管同步点燃新型工艺,进而基于不同爆燃速度火药的燃速方程,借助火药结构几何模型、质量守恒方程、能量守恒方程和气体状态方程建立多级脉冲组合火药爆燃加载模型,据此定量计算不同比例组合火药爆燃加载压力与时间的动态变化。结果表明:组装火药可有效协同高低燃速火药爆燃加载优势,既可用少量高燃速火药迅速产生高压破裂储层,又不会产生过大峰值压力破坏套管,同时又能利用大剂量低燃速火药长时有效延伸裂缝;在确保迅速破裂储层基础上,尽量减少高速火药量、增加低速火药量,以便建立施工安全和措施效果的有效平衡,同时可在套管安全的前提下扩大整体装药量,提高措施效果。     

二硝酰胺铵对交联改性双基推进剂能量及燃烧性能的影响

为研究二硝酰胺铵(ADN)对交联改性双基推进剂(XLDB)推进剂能量及燃烧性能的影响规律,采用扫描电镜观察了ADN颗粒的微观形貌,采用最小自由能法分别计算了ADN逐步代替奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)对XLDB推进剂能量参数的影响,并通过靶线法和稳态燃烧火焰结构研究了不同ADN含量推进剂的燃烧性能。结果表明,ADN颗粒表面光滑、致密,无明显缺陷; ADN完全替代HMX时,推进剂理论比冲降低10. 3 N·s/kg; ADN完全替代AP时,理论比冲提高38. 4 N·s/kg;采用ADN逐步替代AP时,推进剂1～15 MPa下燃速和压力指数增加。     

纵向竖条防晃板对液体晃动特性的影响

液体推进剂的晃动特性对大型液体运载火箭以及弹道导弹的飞行动力稳定性有很大的影响，为了使战略弹道导和航天运载器具有良好的飞行稳定性，就必须提高其内部液体推进剂的晃动阻尼，抑制液体的晃动，从而达到动力稳定的设计要求，常产加液体晃动阻尼的措施是在推进剂贮箱内安装防晃板。纵向竖条防晃板是一种常用的防晃挡板，该文通过对液体晃动时液体与纵向竖条防晃板之间的液动力所做的虚功与局部阻力所耗散的能量的计算，求出液本     

高能钝感推进剂配方改性的研究进展

分别从含能黏合剂、含能增塑剂、高能填料以及高能填料的物理及化学改性等方面,综述了高能钝感推进剂配方改性的研究进展。高能钝感推进剂的发展趋势表明,如何协调推进剂的高能量与低感度的矛盾是今后的研究重点。具体途径包括以下三点:新型钝感含能组分在推进剂中的应用研究、高能推进剂结构与感度的构效关系研究以及高能量密度材料的降感改性研究。     

RLPG数据库中实验信息模块的设计与实现

液体发射药火炮（ＲＬＰＧ）数据库系统的开发可以实现决策科学化，该数据库系统主要包括系统安全、液药参数、实验信息、资料信息、计算程序、系统工具、工作简介７ 个模块。系统采用Ｖｉｓｕａｌ ＦｏｘＰｒｏ ３．０ 开发实现，着重介绍了实验信息模块的构成及其各个子模块功能的设计实现。该软件的编制对于液体发射药火炮的研究具有实际应用价值。     

膨化硝酸铵在硝胺发射药中的应用

该文研究了添加膨化酸铵（ＥＡＮ）对硝胺发射药的燃速性能及力学性能的影响,使用ＳＥＭ手段观察了断口试样的微观形态,结果表明,ＥＡＮ颗粒的引入破坏了基体的连续性,产生了大量的内界面,从而增大了低温燃烧时的有效燃面,而高温燃烧时由于ＥＡＮ特性结构受火药基体的热胀挤压减少了有效燃面,这样使不同温度下的燃速趋于一致,从而导致硝胺发射药温度系数的降低。