含铝工业炸药作功能力试验与数值模拟研究

摘要

在炸药中添加适量的金属粉是增大炸药能量的措施之一，对于高能爆炸具有十分重要的意义。而铝粉因为其后燃效应能有效增加系统的爆炸总能量，从而提高炸药的作功能力，因此被普遍应用于军用和民用炸药中。水胶炸药由于具有抗水性好、使用安全、无毒性、炮烟少等优点而被广泛应用于工业生产中。本文以此为背景，围绕含铝工业炸药作功能力，采用铅壔试验与数值模拟相结合的方法对含铝工业炸药的 JWL状态方程参数进行了计算。 本文以铵梯炸药、铵梯铝炸药、水胶炸药这几种经常使用的震源炸药为研究对象，对其作功能力进行研究。用简易计算的方法计算含铝炸药的爆速、爆容和爆轰压力，其余参数通过将它们代入JWL状态方程来进行估算。最后，确定了铵梯炸药、铵梯铝炸药和三种配方水胶炸药这五种炸药爆轰反应产物的JWL状态方程。 数值模拟的研究路线主要有以下几点：一、状态方程的选择：通过比较Ideal gas、JWL和Lee-Tarver几种状态方程的异同和适用条件，最终确定JWL状态方程来描述反应产物；二、模拟软件的选取：采用非线性有限元流体动力学程序(ANSYS/AUTODYN)对铵梯炸药、铵梯铝炸药、水胶炸药等5种含铝工业炸药的铅壔扩孔过程进行了数值模拟，计算了铅壔扩孔体积，并与实测值进行比较，同时调整其计算参数，使误差值减小至15%以内，由此得出含铝工业炸药的JWL状态方程参数。本文为工程预估含铝工业炸药的JWL状态方程参数提供了参考方法，具有一定的实用价值。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3非线性动力分析有限元程序ANSYS/AUTODYN发展概况

1.4本文主要研究内容

2 含铝工业炸药作功能力的试验研究

2.1 引言

2.2 试验原理及方法

2.3试验结果与分析

2.4 小结

3含铝工业炸药JWL状态方程参数的理论计算

3.1 引言

3.2状态方程的选择

3.3 JWL状态方程参数计算

3.4 小结

4 含铝工业炸药作功能力数值模拟研究

4.1 引言

4.2作功能力的数值模拟过程

4.3 数值模拟结果及分析

4.4 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2存在的问题及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果

致谢