水下线型聚能切割器研究

摘要

线型聚能切割器是长条形、底部有外嵌金属药型罩聚能穴的装药结构。起爆后，爆轰波沿装药纵轴方向传播，药型罩在极高的压力下在对称聚能穴中心平面上产生碰撞，形成高速运动的薄片状金属射流，具有作用迅速、切割力强的特点。浅海废弃油井对航道造成了严重影响，用普通爆破作业无法有效地将其切断，加上水对射流的作用有一定的影响。因此，如何根据实际情况研制大型水下线型聚能切割器是本论文的主要目的。 本文简要介绍了聚能装药的基本理论和国内外的研究现状，叙述了如何运用ANSYS/LS-DYNA来模拟线型聚能装药对靶板的侵彻，以及如何通过模拟来指导设计，在实验的基础上设计出符合要求的线型聚能切割器。 根据现有的聚能装药理论、侵彻模型、经验公式对线型聚能切割器药型罩的材料、夹度、厚度进行选定和设计；充分考虑水对射流的影响以及浅海废弃油井的结构特点，设计出符合实际的线型聚能切割器。通过实践检验，再进行改进，最后定型。另外，本文在实践的基础上，创造性地使用空心金属圆球排列，制作了简易柔性切割器，以代替线型聚能切割器，运用在浅海废弃油井的切割上，也取得了令人满意的效果。 论文着重探寻了一种有效的线型聚能装药侵彻靶板的模拟方法，并成功地指导了大型线型聚能切割器的设计，对今后相关的设计有一定参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1水下大型线型聚能切割器研制的意义

1.2国内外研究现状

2聚能装药的基本原理

2.1射流的形成过程

2.2射流形成的流体力学理论

2.2.1定常理想不可压缩流体力学理论

2.2.2准定常不可压缩流体力学理论

2.3聚能金属射流破甲的流体力学理论

2.3.1定常理想不可压缩流体力学理论

2.3.2准定常理想不可压缩流体力学理论

2.3.3考虑靶板强度的不可压缩流体力学理论

2.3.4聚能射流的破甲过程

3.水下大型线型聚能切割器的初步设计

3.1聚能切割器形状初选

3.2聚能装药选择

3.3药型罩材料选择

3.4药型罩参数的选择

3.4.1药形罩形状

3.4.2药形罩的壁厚

3.4.3药型罩的锥角

3.5炸高

3.6油井的基本结构及初步理论估算

4侵彻模拟

4.1材料模型

4.1.1炸药的材料模型

4.1.2药型罩的材料模型

4.1.3空气的材料模型

4.1.4靶板的材料模型

4.2模拟结果

5设计改进

6一种新型聚能切割器的探索

6.1锥形、半球形药形罩的射孔原理

6.2起爆系统介绍及注意事项

6.3结论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢