炸药近地爆炸的数值模拟及影响参数的分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建模,在验证模型及参数选取正确可靠的基础上,研究了地面材料、炸药高度、空气域形状以及炸药当量等参数对马赫波超压的影响.结果表明:对于非近距离的爆炸,不同地面上的马赫波超压峰值相差不大,可简化为刚性地面;建模宜选择刚性壳体地面以及长方体空气域;与经验公式相比,数值模拟的马赫波超压峰值误差随着炸药当量的增大而减小,随着炸药高度的减小而增大.     

低爆速炸药的发展及其应用

低爆速炸药是指爆炸速度在1 500~2 500 m/s之间的炸药,具有低密度、低爆速、低威力的特点。低爆速炸药的出现有力推动了很多行业的发展。本文介绍了低爆速炸药在爆破、焊接、石油勘探以及军事等领域的应用。在对低爆速炸药的发展、现状及其应用进行介绍的基础上,总结了低爆速炸药研究中存在的问题并指出其未来的发展趋势。     

32个三硝基芳香族炸药分子的原子化能与其撞击感度的关系研究

窗口傅里叶变换和S变换都是常用的时频分析技术．窗口傅里叶变换采用大小固定的时频分析窗口对信号在时域和频域进行处理．S变换采用受到信号瞬时频率控制的可变窗口对信号进行分析,它集合了窗口傅里叶变换和小波变换的优点．论文对比分析了基于“脊”处理思想的二维（2-D）窗口傅里叶和2-D Ｓ变换在基于结构光投影的光学三维面形测量中的应用．推导了他们用于条纹图相位场计算的表达式,并对比了他们的三维重建效果．模拟和实验都表明：基于“脊”处理的二维S变换方法比二维窗口傅里叶变换方法有更高的相位提取精度,即使分析严重噪声污染     

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.      

4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,903,11]十二烷的合成

研究了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,903,11]十二烷(TEX)的合成方法,以其二步合成法为基础,对影响中间体1, 4-二甲醛-2, 3, 5, 6-四羟基哌嗪(DFTHP)以及目标产物4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5,5,0,05,903,11]十二烷(TEX)合成收率的关键因素进行了考察. 结果表明:使用NaOH饱和溶液调节反应液pH为9时,DFTHP收率可达到68.3%;硝硫混酸中发烟硝酸与浓硫酸的体积比为3∶2,硝化剂与DFTHP的体积与质量比为3∶1时TEX的收率可达到59.7%. 经过条件优化,TEX二步合成法总收率提高到了40.8%.      

CL-20/Estane微球制备及其表征

利用溶液悬浮法和微凝胶分散性好的特点,以Estane作为粘结剂,CL-20为主体炸药,制备了CL-20/Estane复合炸药,并对其进行SEM、XRD、DSC以及撞击感度性能测试。结果表明Estane可以成功包覆在CL-20表面,所得颗粒为类球形小微球,粒径在50mm 左右。包覆后晶型仍为ε型,包覆后样品与细化的CL-20相比热爆炸临界温度提升了1.52℃,活化能提高了7.19 kJ.mol_-1,并且其撞击感度明显降低,特征落高(H₅₀)由细化CL-20的20.79cm增加到30.64cm,H₅₀数值提高了47%。     

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.      

TEX的细化及其PBX的制备与性能表征

为了探究晶体形貌和粒径大小对4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,9.03,11]十二烷（TEX）及其高聚物粘结炸药（PBX）性能的影响,先利用溶剂非溶剂重结晶法制备超细TEX,再利用溶液水悬浮法制备了超细TEX基PBX。采用扫描电子显微镜（SEM）、激光粒度仪、X射线衍射仪（XRD）、热重分析（TG）、差示扫描热量法（DSC）对样品进行了表征和热分析,并测试了细化前后TEX及其PBX的机械感度。结果表明：超细TEX的中值粒径从原料的102.23 μm减小到4.53 μm,粒度分布均匀且大多呈微球形,与原料TEX及其PBX相比,超细TEX及其PBX的最大热失重温度分别提高了6.93℃和8.36℃,超细TEX的表观活化能和热爆炸临界温度比原料TEX分别提高了22%和4.96℃,具有更好的热稳定性,机械感度下降明显。     

RDX基含铝炸药本构关系实验研究

为了获取RDX基含铝炸药的本构关系,采用分离式霍普金森实验技术,对RDX基含铝炸药进行了冲击压缩实验和微观组织分析,获取了其在820~1400s-1应变率范围内的宏观力学性能和微观破坏模式。结果表明：该RDX基含铝炸药的宏观力学性能和微观破坏模式均与应变率密切相关,采用修正的朱-王-唐(Z-W-T)非线性粘弹性本构模型可较好的描述该RDX基含铝炸药的力学行为,拟合曲线和实验曲线吻合良好。     

热冲击对以RDX为基的压装PBX炸药装药尺寸和密度的影响

为了评价一种以RDX为基的压装PBX炸药的装药尺寸稳定性,利用高低温度交替冲击试验,研究热冲击对JHL-X炸药装药尺寸稳定性的影响。采用炸药药柱径向和轴向尺寸变化率和密度变化率表征了炸药装药尺寸的稳定性,用线膨胀仪测试了压装PBX炸药线膨胀系数(CET),分析了CET的变化对炸药药柱轴向尺寸的影响。结果表明,压装PBX炸药药柱经受热冲击循环过程中,轴向和径向的尺寸变化率以及密度变化率随热冲击温度的升高而增大,随温度的降低而减小,轴向尺寸和径向尺寸的变化率相当。与试验前比较,试验后恢复至常温的炸药药柱密度和轴向尺寸分别增大0.6%和0.75%,而径向尺寸减小0.3%。