RDX/HMX颗粒炸药落锤撞击点火-燃烧机理

对单质炸药受低速撞击的力学和化学响应研究,是进行炸药敏感性评价的基础。利用配备了光学观测的落锤撞击装置,实现了频率为1.5×105 s-1的实时观测,不但可以区分样品的“爆”或“不爆”,而且可以获取RDX和HMX颗粒炸药受落锤低速撞击变形、破碎、溅射、点火和燃烧随时间演化的特征。结果表明:RDX颗粒是在液相中点火,而HMX颗粒在固相中点火; 燃烧反应前常常发生剧烈的溅射现象,溅射是由气相反应产物释放能量推动破碎的颗粒所致。对比了单个和单层颗粒炸药响应的特点,多个颗粒由于热点密集和破碎后相互作用,其燃烧反应比单个颗粒燃烧反应更剧烈。根据图像处理估算燃烧波传播速度,很好地表征了样品宏观燃烧反应的剧烈程度。     

HMX颗粒炸药低速撞击点火实验研究

改造落锤撞击仪器,在落锤与撞击底座中增加光学系统和压力测试部件,利用高速摄像仪,拍摄了 HMX颗粒炸药受撞击加载过程中微秒量级时间的变形-熔化-点火-燃烧过程图像。研究了下落高度、颗粒松 散程度对变形和点火时间长短及燃烧剧烈程度的影响。结果表明,落锤下落高度越高,塑性扩展持续时间越 短,易发生点火而不易发生喷射现象;较低的落锤下落高度易导致剧烈的喷射,而不易发生点火。颗粒排列越 松散的样品,塑性扩展时间越短,更容易形成多个点火位置,从而使热点聚合导致燃烧的机会越大。     

钝感炸药圆筒试验数值模拟

报导了采用二维Ｌａｇｒａｎｇｅ反应流体动力学程序ＷＳＵ，数值模拟钝感炸药ＩＨＥ－２三种装药直矩圆筒试验的圆筒膨胀过程，综合评估了ＩＨＥ－２的作功能力和圆筒试验的相似性，确定了ＩＨＥ－２炸药爆轰产物ＪＷＬ状态方程参数。     

多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟

建立了炸药颗粒自由堆积三维计算模型,考虑了炸药颗粒尺寸和位置的随机分布、粘结剂对炸药颗粒的包覆和不同组分炸药颗粒间的级配;采用非线性有限元方法,对炸药颗粒由自由堆积到密实装药的压药过程进行模拟,构建了PBX炸药细观结构模型;对多元PBX炸药（HMX+TATB+Estane）细观结构冲击点火过程进行了计算,考虑冲击作用下炸药内部热力耦合作用和自热反应,计算不同组分比例混合炸药的冲击点火性能,分析了炸药组分对冲击点火的影响。研究表明TATB含量增加,混合炸药冲击感度降低。

     

对落锤仪中落锤运动的监测与分析

本文论述了火炸药撞击感度测定中对落锤运动状况进行监测的必要性,介绍了监测落锤运动的方法和装置。在不同的落锤重量、落高和润滑条件下,利用落锤运动监测系统实测了落锤经过导轨上两定点之间的时间间隔将△t(?)与△t(?)理想自由落体相对应的理论计算时间△t进行比较,分析与探讨各种不同因素影响的规律和机理,从而提出撞击感度测定中选择落锤重量、润滑条件的原则。     

B炸药底隙的水试验研究

介绍了炸药装药发射安全性评估技术中的重要方法水试验方法。主要研究对象是Ｂ炸药底隙问题。通过对Ｂ炸药底隙的水试验研究,探求Ｂ炸药装药安全阈值的确定方法,文中也提供了有关水激波压力的重要数据。     

B炸药装药发射安全性落锤模拟加载实验研究

为了了解影响B炸药装药发射安全性的主要因素,利用大落锤模拟加载装置,采用上下法模拟榴弹发射时炸药装药所受的主要应力特性,对不同装药条件进行了模拟实验研究。实验结果表明,影响B炸药装药发射安全性的主要因素是其装药质量,对B炸药装药质量进行有效控制,可保证B炸药装填大口径榴弹的发射安全性。     

基于J-C本构模型的Comp.B炸药落锤冲击数值模拟

为研究Comp.B炸药在惯性冲击下的力学响应特性, 基于Johnson-Cook本构模型, 对点火前的Comp.B炸药大落锤(400kg)冲击实验进行了数值模拟. 在不同应力加载条件下模拟计算得到了用状态方程和不用状态方程的$\sigma$-$t$曲线, 对比应力峰值、应力上升时间等主要力学参数, 结果表明考虑了状态方程的数值模拟结果与实验吻合最好, 可以很好地模拟炸药惯性冲击下的力学响应.     

炸药起爆机理的研究

火药的发明起源于我国的汉代,距今已有千余年的历史,炸药的发明也有百余年了。科学家们系统地研究炸药起爆,如从Chapman和Jouguet时代算起已经有九十年了,但时至今日,对炸药的起爆过程,仍了解得不够。如能深刻地了解炸药的起爆机理,可以帮助我们正确地了解炸药起爆的各种条件,避免各种可能发生的事故,从而正确地应用炸药在矿山、工业、航天和军事等方面,因此研究炸药的起爆过程具有十分重要和现实的意义。     

射流引爆炸药的判据与机理

通过调研综合射流引爆炸药的研究概况，射流引爆炸药的判据与机理。Ｈｅｌｄ的ｖ＾２ｄ＝ｃｏｎｓｔ，在不同条件下其形式或感度常数是会有变化的。     

爆轰快速点火实验研究及机理分析

为了验证采用爆轰可迅速引燃点火药进而引燃主装药的可行性及掌握此种点火方式下的点火情况,建立了火药装药系统下直列式起爆器爆轰点火实验系统.在特定装药条件下,对点火后实验装置内压力变化情况进行了测量,得出采用爆轰点火方式可以实现点火延迟时间为0.3 ms的目标,以及得出此种点火方式下,火药燃烧特点及实际应用时的注意事项,如...     

V型夹层炸药对射流干扰的数值模拟

采用三维有限元程序(LS-DYNA)模拟了射流侵彻放有V型夹层炸药靶板的过程,并与无V型夹层炸药等情况进行了对比。V型夹层炸药爆炸后,运动的两组面板和背板对射流有严重的干扰和切割效应,导致射流偏转、弯曲、着靶点分散,使射流的侵彻深度下降约30%～90%,V型夹层炸药结构干扰程度随入射角度的增大而呈递增趋势。V型角的变化对射流的侵彻深度干扰作用不明显。     

爆轰加载下金属锡层裂破碎数值模拟

对爆轰加载下低熔点金属锡的层裂破碎问题开展了数值模拟。在利用实验数据对所采用数值方法和材料模型开展对比验证的基础上,通过对样品内部物理量时间及空间分布演化对比分析,剖析了冲击加-卸载中样品内部应力波与材料相互作用过程。此外,通过对比分析不同厚度锡样品在爆轰加载下的动态行为特征,进一步认识了自由面反射稀疏波、边侧稀疏波和入射稀疏波共同作用下层裂破碎演化机制。结果表明,当样品较薄时,层裂破碎行为由反射稀疏波主导;随着样品厚度的增大,反射稀疏波主导区缩小,入射稀疏波和边侧稀疏波主导区逐渐增大。     

环境温度对熔铸炸药圆柱体装药热安全性的影响

根据热爆炸理论的热平衡方程,在Thomas边界条件下,数值计算了热爆炸临界体系温度、临界环境温度和临界装药尺寸的关系。在不同的温度范围,环境温度对临界尺寸的影响不同:在80℃以上,温度的影响比较显著;而在70℃以下,温度的影响不太显著;环境温度为105℃时,环境温度对临界尺寸的影响结果也就是FrankKamenetskii热量平衡方程在稳态条件下的处理结果,且是最保守的估计。作为示例列出了一种EAK(Ethylenediaminedinitrate Ammomiumnitrate Totassiumnitrate)基的分子间炸药的热爆炸临界条件的计算结果。     

Quantification of ignition time uncertainty based on the classical ignition theory and Fourier analysis

This study aims at modeling the effect of incoming heat flux fluctuations, on solid material ignition. In order to propose a general methodology based on the classical ignition theory that can be applied to any kind of solid target, kernels accounting for the target temperature response regarding an incoming heat flux are considered for thermally thick and thin solids with low or high thermal inertia. A Fourier decomposition of the incoming heat flux is then used to calculate the target response to harmonic heat fluxes. Finally, effects of harmonic fluctuations on ignition are discussed based on the previous analytical results, allowing us to discriminate situations where ignition time is expected to be rather predictable from situations where ignition time is expected to be less predictable thanks to an uncertainty quantification of the ignition time.     

C7H16-O2-N2预混气体压缩点火过程的数值模拟

采用庚烷氧化的最新化学反应动力学机理(包含57种组分,290个基元反应)对模型燃烧室内的庚烷 空气混合气的压缩点火过程进行了数值模拟。计算了不同初始压力、不同初始温度下的点火过程;预测了燃烧室内部分稳定物质和自由基的摩尔分数及其在各个反应中的产生或消耗速率,以及温度和压力等参数随时间的变化过程,并根据计算结果从化学反应动力学机理的角度讨论了庚烷的压缩点火过程。     

多元混合燃料一次引爆实验研究

为了提高多元混合燃料的爆炸威力，采用光测和电测方法，进行了小药量无约束空间三组元固态混合燃料的野外一次引爆实验，得到了该装置条件下较优的燃料配比．实验结果表明，该多元固态混合燃料的云雾分散效果明显优于相同质量的TNT，其爆炸场超压呈衰减-增长-再衰减的变化规律，且具有非常相似的压力场分布、适当增加弹体密度可增强这种固态燃料混合物的爆炸威力。     

翼型空泡周期性流动的数值模拟及机理分析

采用基于正压关系的均质平衡流空化模型和低雷诺数修正的k-ε湍流模式,自行开发了空泡流数值模拟方法和计算软件,对绕翼型空泡的周期性流动现象进行了数值模拟.计算结果与实验数据的对比表明,空泡的宏观特征、流动特性、周期性脱落的斯坦顿数St等与试验结果接近,验证了计算结果的可靠性.空泡在大约一个周期的2/3时间段内成长,并在大约1/3周期时刻发生断裂脱落.这两个特征时间与高速摄像实验结果一致.所取工况对应的组合参数σ/2α=2.865,以翼弦长计算可得St=0.217,与文献的最新试验结果吻合.空泡周期性运动过程中升阻系数也周期性振荡,时均值C<,1>=0.41,C<,d>=0.097,振荡频率与空泡脱落频率一致.对空泡运动过程中流场结构的变化进行了分析,结果表明在大攻角条件下,空泡闭合区后的逆压梯度导致涡的形成及回射流的发展,沿壁面逆向流动的混合介质射流是引起空泡断裂的原因,回射流发展、涡结构变化与空泡非稳态演化过程存在密切的联系,探讨了翼型空泡发生周期性脱落的一些机理.