大载流体超高速关断装置爆炸桥设计原理研究

现有电场和电网关断装置关断时间较长(约100ms),易对发电机造成毁坏,导致重大损失。研究了一种超高速关断装置,可以实现对电网小于120μs关断。对构成该关断装置的关键性部件爆炸桥以及装药结构进行了深入研究,建立了爆炸桥模型,推导了爆炸桥破坏所需载荷计算公式。进行了有关的爆炸实验,结果表明,该装置能实现对主电路的超高速切断,理论计算的装药量与实验结果符合较好。     

超细HNS/ANPZO混晶炸药的制备和性能研究

为提高超细HNS的能量输出,本文以重结晶法提纯后的HNS为原料,通过溶剂/非溶剂法制备超细HNS/ANPZO混晶炸药,并对其进行了形貌结构表征及性能研究。结果表明,HNS与ANPZO之间形成了分子间氢键,HNS与HMX质量比为67∶33时,起爆电压为1.5 k V,5 kg落锤时,撞击感度为31.40 cm,装药密度为1.615 g/cm~3时,爆速为7 048 m/s,比纯超细HNS爆速提高273 m/s,是一种感度适中,能量输出较高,有应用前景的冲击片雷管装药。     

Numerical modeling of current loads on a net cage considering fluid–structure interaction

In this paper we propose and discuss a numerical method to model the current loads on a net cage. In our numerical model, the fluid–structure interaction is taken into consideration. The net cage is modeled on the mass-spring model; the flow field is modeled by the finite volume method (FVM). A novel hybrid volume approach is used to add the resistance force of the net cage into the flow field for coupling the fluid and net. The net resistance to the flow is calculated directly by the net’s current load using Newton’s Third Law. The resistance force is discretized in the hybrid volume and represented in the source term of the Navier–Stokes equation. By using the hybrid volume method, the mesh grid is separated from the net shape, and sparse grid (0.1 m) can be used to calculate the flow field for computational efficiency. Based on the detailed flow field, we can predict the net’s current load more accurately. The final results are derived by the segregated iterative calculation of net shape and flow field. Current forces acting on both rigid and flexible net cages are simulated at water velocity from 0 to 1 m/s; the simulation results of proposed numerical method are compared with the existing experiments, good agreements are shown in both flow field and current force, the mean normalized absolute error of the current force between simulations and measurements is about 5%.     

侧爆作用下土中竖井结构弹塑性变形特征分析及计算

针对土中钢板-钢筋混凝土竖井结构在常规武器爆炸作用下塑性铰线形成前的动力响应问题,综合采用模型试验、有限元数值仿真方法,分析了竖井结构中远距离爆炸作用下的变形过程及特征,确定了以量纲一环向相对位移α₁作为结构变形程度的判据。推导了土中竖井结构在常规武器爆炸作用下的动力响应理论解,分析了按照弹性理论计算的量纲一环向相对位移α_1e和有限元计算得到的弹塑性量纲一环向相对位移α_1p的关系及其比值α_1p/α_1e的影响因素,构建了基于弹性解的弹塑性量纲一环向相对位移α_1p工程算法。提出了以量纲一环向相对位移α₁作为结构变形程度的判据,并确定了结构闭环塑性铰线出现、破坏模式改变的阈值为α₁=3%;对比了理论与数值模拟计算结果,验证了提出的理论计算方法可以较好地计算钢板-混凝土竖井组合结构在常规武器爆炸作用下弹性阶段的动力响应;结构长径比、结构缩尺比例、装药量大小对α_1p/α_1e随α<...     

基于显著性模型和区域生长法的药卷缺陷检测

针对工业炸药生产过程中药卷表面裂痕的包装缺陷问题,运用机器视觉技术,提出一种基于显著性模型和局部方差区域生长法的药卷缺陷检测方法。该方法经过图像预处理,对药卷图像进行背景估计与差分;利用显著性模型,提取缺陷特征;通过局部方差区域生长法,分割目标区域,完成对缺陷药卷的检测。实验结果表明,该算法可快速有效地提取缺陷区域,平均检测时间为55.72 ms,缺陷检测率高达96.36%。     

铝粉在不同爆炸环境中的反应率研究

利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%~30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%~38%,当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1标准大气压空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%~35%时,两者反应率分别为40%~47%和45~51%。     

Ti/Cu/不锈钢爆炸复合界面层的电子显微组织

采用扫描电镜(SEM)与电子探针(EPMA)研究了Ti(合金)/Cu/不锈钢(S.S)爆炸复合界面层的电子显微组织特征,分析了界面层成分再分布规律及化合物的形成。结果表明,CU/S.S界面层具有明显的爆炸焊接波状组织,波长约200μm。Ti/Cu界面层呈锯齿波状,比较细小,波长仅30～40μm。在中间过渡层Cu,观察到大量的应力应变流线,显示爆炸复合过程冲击波流动特征。SEM照片及EPMA合析结果表明:在高温、高压、快速爆炸焊接过程中存在着复杂的冶金物理反应,形成多种反应产物。界面层除发生塑性形变外,还存在相互扩散,熔化和回复再结晶。     

横观各向同性层状场地对环形简谐荷载的位移响应

本文采用横观各同性层状粘弹性模型拟半空间上之的层状场地,用阻尼器取代其下部的半空间以吸收振动能量。     

核爆发电问题中核燃料循环的中子学研究

研究核爆聚变电站中的一类中子学问题——如何利用核爆炸产生的大量中子生产核燃料.首先,根据核爆中子场的特点,确定可以利用的中子能量范围.用慢化理论对慢化材料的厚度进行估计,并用MCNP程序进行数值计算.研究如何利用中子反照效应减少造材料层的厚度,最后提出一个较合理的造材料技术路线.     

加权约束最小二乘法计算等效静力风荷载

基于平均风压与脉动风压根方差相组合的分布模式,利用加权约束最小二乘优化方法计算等效静力风荷载,在计算时通过约束条件来限制等效荷载的大小,并通过引入权值因子确保等效荷载作用下典型响应的正确性.算例分析结果表明,该方法可用于计算大跨结构的多个目标峰值响应,克服了传统方法仅能等效单个响应的缺陷,对绝对值较大的目标响应等效精度较高,并且典型响应的等效精度要大于一般响应;同时可以有效控制等效荷载的大小,计算得到的等效荷载变化比较均匀,没有出现风压大小及方向剧烈变化的情况.