有限空间中温压炸药后燃烧效应的试验研究

为研究温压炸药在有限空间爆炸后燃烧过程的特征和规律,利用密闭爆炸罐模拟有限空间,测量了1种温压炸药和2种传统高爆炸药爆炸场压力、温度,分析了后燃烧效应对爆炸场压力、温度的影响。结果表明,温压炸药后燃烧效应可以增加冲击波后时间段的比冲量;温压炸药后燃烧效应能明显提升爆炸产物温度,使爆炸产物长时间保持在一个较高的温度水平;由比冲量、响应温度峰值以及温度曲线积分值比较结果可得,试验所测温压炸药后燃烧效应强于TNT和钝化太安。     

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。     

含水量对乳化炸药爆轰参数的影响

采用B-W法则预测炸药爆炸产物,科用爆轰理论对岩石型乳化炸药不同含水量的爆轰参数进行了理论计算.结果表明理论含水量的不同对乳化炸药爆轰参数有极大的影响.     

二级煤矿许用乳化炸药爆轰参数的理论计算

采用B-W法则预测二级煤矿许用乳化炸药的爆炸产物,同时运用盖斯定律、热力学定律及C-J爆轰理论对该炸药的爆轰参数进行理论计算。结果表明:理论计算得出的爆轰参数与实验测得的结果相当,说明该计算方法将对其它煤矿许用乳化炸药配方设计具有一定的指导意义。     

颗粒特征尺寸对爆炸驱动惰性金属颗粒运动的影响

在炸药中添加惰性金属颗粒,形成一种特殊的非均质炸药。当炸药爆炸后,惰性颗粒在爆炸产物及爆轰波的驱动下,颗粒能达到较大的速度,对一定方向和范围内的目标造成毁伤效应。由于惰性颗粒在空气中存速能力较差。速度很快衰减,因此可以有效控制颗粒飞散距离。颗粒在炸药中的位置、颗粒的形状以及颗粒抛撒速度对颗粒运动过程和抛撒范围的研究具有重要作用。基于有限元分析软件AUTODYN,建立炸药爆轰驱动单颗粒惰性金属颗粒模型。对炸药爆轰驱动不同位置惰性金属颗粒以及颗粒不同特征尺寸的最大初速度进行计算,对计算结果进行了分析,得到了以上参数对颗粒抛撒初速度的影响及抛散初速度的宏观规律。计算结果为研究爆轰驱动粒子群机制提供了重要的理论依据。     

含铝炸药震源激发地震波能量的实验研究

为提高地震波能量,通过改变震源装药组分,选用硝酸铵/TNT/铝粉(ATL)和聚黑/铝粉(JHL)2种含铝炸药及TNT等5种非含铝炸药,在相同地质条件下,采用远场测震和近场测压的方法,对地震波能量的激发效果进行了测试和评价.单炮记录结果对比发现,在保证不降低信噪比的条件下,含铝炸药产生的地震波品质优于非含铝炸药,且ATL优于JHL;地震波能量分析结果表明,与非含铝炸药相比,含铝炸药产生的地震波能量在不同时域内均有所提高,且ATL激发的地震波能量最高.炸药土中爆炸的近场压力测试结果表明,ATL炸药爆炸产生的应力波峰值压力比TNT(56.21kPa)提高了约78.76%.分析了炸药土中爆炸能量输出结构对地震波能量的影响.     

炸药在密闭空间中爆炸超压测试与分析

摘 要：为了研究炸药在密闭空间中爆炸超压特性,将TNT作为典型炸药,在容积为500L的密闭爆炸罐中进行空中爆炸试验,测量了爆炸罐内超压随时间的变化曲线,提出了准静压形成时间的概念。结果表明,密闭空间中的超压是由冲击波超压和准静压组成,试验药量增大,冲击波峰值超压和准静压增大,准静压形成时间减小;传感器位于管道中将无法测量冲击波峰值超压,但是能够准确地测量准静压;环境中的氧气量增大,准静压增大,说明爆轰产物发生了后燃烧,提高环境中的氧气含量能够提高爆轰产物反应率。     

水下爆炸近场载荷的试验与数值模拟

借助于小药量水下爆炸试验及数值模拟研究了水下爆炸近场载荷及其运动特性。试验在爆炸水箱中进行,采用同时分幅扫描超高速光电系统拍摄炸药爆炸后视场600 mm×600 mm以内的冲击波及爆轰产物演化过程。使用LS-DYNA软件的ALE方法计算了水下爆炸近场冲击波、爆轰产物气体运动特性,以及冲击波峰值压力和爆轰产物气体与水介质边界压力变化特性,数值模拟结果与试验结果有很好的近似。在试验和数值模拟基础上,提出了适用于水下爆炸近场的冲击波运动、峰值压力的变化规律,并建立了爆轰产物气体初期膨胀运动规律及压力变化。     

装药内爆炸下混凝土损伤特性研究

为完善炸药混凝土内爆炸理论、提高其做功能力,该文建立混凝土内部炸药爆炸模型.在混凝土内爆过程中及冲击载荷下,对TNT炸药及PBX类炸药对混凝土的毁伤破坏效应,利用混凝土动力学损伤破坏模型和光滑粒子动力学方法进行数值研究.该文定量地给出了混凝土内爆炸损伤的类型为抛掷内爆炸和松动内爆炸.数值分析了混凝土介质的运动特性,确定了混凝土内爆炸的最佳条件.在掩埋情况下,炸药埋深0.45H时,内爆效果较好.     

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。     

装药缺陷对熔铸炸药爆速影响的实验研究

为研究装药缺陷对熔铸炸药爆速的影响,采用缺陷分类的研究方法对含有不同缺陷的RDX/TNT熔铸混合炸药进行了爆速实验研究.实验结果表明存在于不同组分中的缺陷会对爆速产生不同程度的影响,TNT中的缺陷使爆速降低幅度最大,若对炸药爆速有较高要求则应重点去除TNT内缺陷,并且推断缺陷尺寸大小可能是影响爆速的决定性因素.对现有ω-Г爆速计算公式进行改进使其能够体现装药缺陷对爆速的影响.     

炸药性能对地震波品质影响的Hilbert-Huang变换分析

为检测爆炸地震波的品质(能量,主频),探寻激发高能量、高频率地震波的炸药震源,选用梯恩梯(TNT)、梯铝(TL)、8701,黑火药(BP)进行浅埋土中爆炸试验. 并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对距离震源10～65 m处地面振动速度信号进行分析,结果表明:高能量高爆速炸药8701震源激发的地震波能量大,但频带较窄,主频较低,高频率段能量随传播距离衰减较快;低能量低爆速炸药BP激发的地震波频带较宽,主频也较高,但地震波能量过低;含铝炸药TL激发的地震波能量大,且随传播距离衰减速度较慢,主频介于黑火药BP与炸药8701之间.      

RDX颗粒形态对RDX基熔铸炸药性能的影响

为了提高弹药的爆轰性能,该文提出通过改变单质炸药的颗粒形态来提高炸药的装药性能。给出了重结晶法制备球形化RDX颗粒的实验原理和流程,测试了球形化RDX的晶体形状、热性能和热感度,以及以球形化RDX为基的熔铸炸药药柱密度。结果表明,与普通RDX颗粒相比,球形化RDX颗粒表面光滑,内部缺陷显著减少,熔化峰温提高1.57℃,分解峰温提高3.66℃;5 s爆发点提高1℃,安全性能有所提高;球形化RDX60/TNT40和RDX75/TNT25熔铸炸药的装药密度明显高于普通RDX60/TNT40和RDX75/TNT25熔铸炸药。     

石墨对混合炸药爆轰流场影响数值模拟研究

为研究石墨颗粒对混合炸药爆轰性能及爆轰传播的影响,运用有限元分析软件建立了混合炸药二维平面细观结构模型,对不同石墨含量、粒度混合炸药的爆轰传播过程进行了数值模拟,结果表明,爆速的模拟计算结果与实验规律一致,沿着爆轰传播的方向,石墨颗粒内部压力逐渐提高,周围炸药的压力也逐渐升高,形成了特殊的爆轰流场压力分布.      

光纤光谱技术在炸药爆温测量中的应用

研究爆轰反应过程中的光谱时间响应特性并测量爆温。通过将光纤引入到炸药中心,用ＰＩＮ快速响应探测器采集光信号并将光信号转换成电信号后用示波器记录,以研究爆轰反应过程的光谱时间响应特性;再用光学多通道分析仪（ＯＭＡ）采集信号,并用经典普朗克公式进行拟合得到炸药的爆温值。通过引入光纤及ＯＭＡ系统采集信号,避免了复杂的同步工作,克服了传统光谱爆温技术的局限。     

梯恩梯密度对冲击波感度的影响

采用大隔板法、电测法、压阻法及高速摄影技术,对几种不同密度的压装和注装梯恩梯药柱,做了一系列的实验,得到了不同装药方法下各种密度的50％爆轰时隔板厚度、起爆压力和起爆深度。实验结果表明,炸药成型方法和密度对冲击波感度有明显的影响。     

气固流化床中颗粒碰撞压力研究

在完全流化状态下,采用膜式压力应变传感器、多通道数据采集仪测定了不同颗粒在不同床层位置上颗粒的碰撞压力时间序列,并采用PV4A型颗粒速度仪测量相应气速和空间位置上的空隙率。通过对颗粒碰撞压力时间序列的均值分析和功率谱分析,得出影响颗粒碰撞压力的因素和颗粒碰撞压力时间序列的频域特性。     

冲击荷载下Ⅰ型裂纹与圆孔缺陷相互作用

采用数字激光动态焦散线和超动态应变测试系统,对含圆孔缺陷的有机玻璃板三点弯曲梁进行冲击断裂实验,开展Ⅰ型扩展裂纹与不同直径圆孔缺陷相互作用实验研究。结果表明：冲击载荷下预制裂缝尖端焦散斑不断增大,圆孔缺陷左、右边缘应变片测点表现出竖直受压、水平受拉的应力状态。裂纹起裂后沿直线扩展,主要表现为Ⅰ型断裂。初始裂纹扩展速度和动态应力强度因子大小相似,变化趋势相近,应变片测点水平和竖直方向均表现出拉应力状态。初始裂纹与圆孔缺陷贯通时止裂,贯通瞬间应变片测点的水平和竖直拉应力均达最大值。随着圆孔缺陷直径增大,次生裂纹起裂速度和起裂韧度均变大,起裂难度增高。研究结果为揭示动荷载下含缺陷岩石断裂机理提供借鉴。     

超声波声速测定的三种实验方法比较研究

用振幅极值法、相位李莎图形法和数字电压表显示法,对超声波声速的测定进行了实验原理对比研究,又进行了实验测试比较;前两种方法是实验室常用的测定超声波声速的方法,但均存在图形的显示与共振位置确定的关联性不是太好,从而造成实验误差。笔者曾多次探索研究,提出了数字电压表显示法,该方法的特点是数字电压表上显示的电压最大值与共振位置的确定之间关联性相对较好,实验更为精确。其原因是数字电压表显示的是数字信号,比振幅极值法和相位李莎图形法的模拟信号更易确定。