温压装药在有限空间的爆炸特性研究

摘要

本文从实验和数值模拟两方面对温压炸药的爆炸特性进行了研究，重点研究了有限空间内爆炸冲击波参数。 对温压炸药爆炸冲击波在开阔空间的传播与反射进行了实验研究，借助爆炸相似律并结合壳体能量修正，得到超压、正压作用时间及比冲量与对比距离的关系。箱形有限空间内爆炸实验研究表明：温压炸药在有限空间内产生的荷载可分为两个阶段，第一阶段为爆炸冲击波在壁面反射前产生的荷载，可利用开阔空间实验得到的经验公式估算；第二阶段由初始爆炸波经壁面反射后形成的荷载，可由实验直接测得。压力测试数据表明：地面测点压力作用时间较长，可达主冲击波正压作用时间的40～100倍；总冲量较大，可达主冲击波正冲量的10～20倍。此外，地面、壁面的反射及冲击波之间的相互作用，使得记录到的每条压力-时间曲线上都有7～11个脉冲峰。 基于AUTODYN程序建立2D轴对称模型，计算温压炸药在室内外爆炸后冲击波的传播与反射过程。通过模拟室外静爆，确定温压炸药状态方程参数，计算结果表明：近场超压衰减偏快、比实验值低，而比冲量与实验结果吻合较好。建立两个轴对称模型，分别模拟沿长、宽方向的爆炸场分布。计算表明，壁面第一反射波的数值模拟与实验结果吻合较好。

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声明

1 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究概况

1.2.1温压弹的发展历程

1.2.2有限空间内爆炸的研究手段

1.3本文的研究内容

2 空气冲击波的传播及反射理论

2.1引言

2.2空气冲击波的传播

2.3冲击波的反射

2.3.1冲击波的正反射

2.3.2冲击波的斜反射

2.4本章小结

3 野外开阔空间静爆试验

3.1引言

3.2基本原理及仪器装置

3.3开阔空间静爆测试条件

3.4数据处理与结果分析

3.4.1超压

3.4.2正压作用时间

3.4.3比冲量

3.4.4壳体能量修正

3.4.5温压炸药与TNT的对比

3.5本章小结

4 有限空间内作用研究

4.1引言

4.2理论研究

4.3有限空间静爆试验

4.3.1场地布设

4.3.2试验条件

4.4数据处理与结果分析

4.4.1 A时段冲击波参量分析

4.4.2 B时段冲击波参量分析

4.4.3壁面压力

4.4.4不同测点的对比

4.5本章小结

5 数值模拟研究

5.1引言

5.2 AUTODYN简介

5.3控制方程及离散方法

5.3.1控制方程

5.3.2离散方法

5.4状态方程

5.4.1炸药的状态方程

5.4.2气体状态方程

5.5数值模拟计算

5.5.1室外静爆数值模拟

5.5.2有限空间内静爆数值模拟

5.6本章小结

6 结束语

6.1结论

6.2问题与展望

致 谢

参考文献