炸药条加载圆柱壳的数值模拟（Ⅰ）：流固耦合模拟

 对炸药条加载圆柱壳模拟X射线力学效应的试验进行了流固耦合数值模拟。首先建立了包括圆柱壳、两层缓冲橡胶、炸药条和空气在内的二维数值模型,其中,两层橡胶采用Ogden超弹性本构模型描述,炸药条及其爆轰产物采用高能炸药燃烧（High Explosive Burn）模型和JWL状态方程描述,空气采用多项式状态方程描述。然后采用多物质ALE流固耦合算法进行计算,获得了爆炸加载的物理图像、载荷传递与结构响应。结果表明,采用19条炸药条加载265 mm的圆柱壳模拟X射线余弦载荷作用,特征点应力响应基本等效;试验附加的两层橡胶对结构响应特征具有影响,在壳体质量较小和（或）刚度较低的情况下,紧密粘接会引起结构响应失真。     

低温下JB-9014钝感炸药DSD参数研究

 爆轰冲击波动力学（Detonation Shock Dynamics,DSD）是目前研究爆轰波非理想传播的有效途径。利用DSD的广义几何光学模型,研究了大长径比药柱中爆轰波非理想传播现象,根据-30 ℃下直径为10～30 mm药柱的直径效应实验数据,利用遗传算法确定了低温下JB-9014钝感炸药的DSD参数。由DSD参数计算得到了JB-9014药柱中的定态波形和爆速,计算结果与实验结果符合。     

炸药安全性的火箭橇实验研究

 采用双轨火箭橇加载装置,对PBX-1炸药结构件进行了“靶打弹”撞击实验,采用PVDF计和压电石英计,测量炸药中入射压力和反应压力的变化情况;通过高速摄影和大画幅照相,观察了炸药件受撞击后发生反应的直观图像和靶、弹撞击的细节过程;利用冲击波超压传感器,测量了炸药反应后的超压曲线,并估算了其相对能量释放率。初步实验结果表明,当入射压力为0.48 GPa时,炸药发生部分爆炸,相对能量释放率约为51.8%。     

化爆事故后钚气溶胶扩散浓度的简化计算方法

含炸药和钚材料结构在异常环境条件下，炸药爆炸可能导致钚微粒混合于爆炸产物中形成气溶胶向环境泄漏扩散。针对钚气溶胶扩散问题，根据应急响应的时效性原则探讨了钚气溶胶扩散浓度的简化计算方法。首先运用church经验公式计算释放源项的高度H=92w^1/4和半径R=18w^1/4，H为化爆释放云团高度，m；R为化爆释放云团半径，m；w为等效TNT当量炸药质量，kg。     

感度的数理统计方法

在火炸药工程技术中,常要凭一种特殊形式的统计数据评定火炸药制品的感度。本文概述我们为改善和发展解决这一问题的统计方法近几年来所做的主要工作。分三个方面:(1)对于该领域的主要方法升降法,给出了修正的估值公式,以消除方法的系统误差;(2)提出了逐次调整设计参数的试验设计方法,以及与之配合的多组样本组合分析公式,保证以合理的试验量达到预定估值精度;(3)用平滑原理和数值最优化给出了一种分析感度数据的新方法。     

小隔板试验冲击起爆和熄灭流场的实验与Lagrange分析

根据小隔板试验的拉氏传感器测试结果,用拉氏分析方法求得了粗颗粒包复TNT炸药中的冲击波成长过程和熄灭过程的流场分布,用实验结果确定了点火增长模型中的待定参数。利用拉氏分析方法时,对未反应炸药和已反应产物的状态方程都采用JWL状态方程,使确定的参数可以直接用于有限元程序LSDYAN计算。通过拉氏分析得到了各迹线上的反应度,结果表明,冲击波在熄灭过程中仍能引起炸药的局部化学反应。     

纳米金属氧化物粉体爆轰合成

对含能前驱体如硝酸盐和控制炸药装药的情况下爆轰反应生成纳米金属氧化物进行了探索研究。采用透射电子显微镜表征了爆轰产物。氧化物爆轰产物中的碳微粒即爆轰灰在某种意义上反映了晶型生长机制。通过爆轰合成技术产生的氧化物肯定了纳米粉体爆轰合成技术的有效性。介绍了纳米氧化铝的制备,测试了氧化铝的微观结构和分布状态。结果表明:通过硝酸盐炸药的爆轰产生了纳米尺度的金属氧化物,球形氧化铝粒径主要分布于20~50 nm之间。该方面研究工作的开展也将促进在细微观尺度上的工业炸药设计和爆轰理论的发展。     

光谱频移的炸药熔铸温度网络监测系统研究

为了准确、稳定、全面地获得炸药熔铸过程各个位置的温度变化情况,设计了基于布喇格光栅光谱频移的温度实时监测系统。通过光纤组网系统对炸药熔铸过程炸药指定位置的多个点同时进行实时温度监测,根据光栅的布喇格波长与光栅温度之间存在的线性关系,建立光栅布喇格波长线性频移与光栅温度的函数,获取炸药不同位置的准确温度。四个通道通过耦合器共用同一个宽带光源,每一根光纤上的5个光栅的布喇格波长相互分开。实验所用的光栅为自己设计封装好的光栅,用保偏熔接机将光栅与光纤熔接上,经解调仪获取温度数据。将获取的温度数据经Origin处理绘制时间―温度曲线。结果显示,布喇格光栅测得的温度能很好的满足实验要求。     

两种状态方程参数的计算

在一定程度上,状态方程的形式与外推数据的置信度有直接影响,对于在高压下发生反应的材料,通过外推方式计算其未反应状态具有一定的意义。依据由Vinet以及Parsafar和Mason(简称P-M)等人提出的两种统一状态方程,对以其为等温压缩线的完全状态方程进行了研究。根据对热力学状态量的分析,从热压系数和定容比热入手,对完全状态方程的建立进行了讨论,给出了在已知物质等温线条件下构成状态方程的方法,并推导了Vinet和P-M两种表达式的完全状态方程形式。以几种材料为例,通过实验测量的冲击绝热线和有关参数,采用最小二乘法,对其状态方程进行了拟合。结果表明,由冲击绝热线拟合的状态方程与实验结果相吻合。