冲击起爆

摘要： 针对飞片冲击起爆钝感炸药的参数选择问题,提出了一种基于灰色理论的参数优化方法。利用正交法设计模拟方案,采用大型非线性数值模拟软件进行了不同参数组合下的冲击起爆计算。运用灰色理论中的关联度分析方法,获得了飞片直径、厚度、加速距离与飞片冲击输入能量的关联度系数和关联度,以被发炸药在起爆过程受到的飞片冲击能量为优化目标,确定了一组各因素的优化组合,优化结果显示飞片冲击能量提高了10.2%~32.9%,起爆效果明显增强。

摘要： 为研究高速杆式弹冲击厚壁壳体装药的起爆机制,运用冲击物理显式欧拉型动力学SPEED软件,开展了不同弹径和弹长的钨合金杆式弹与厚壁壳体Comp-B装药相互作用过程的数值模拟,采用升降法获得弹体起爆装药临界着速及装药起爆位置变化。研究结果表明:弹体起爆装药临界着速随弹径增大而显著降低,随弹长增大呈先降低后平缓变化的规律;弹体以临界着速起爆装药时,存在2种装药起爆机制,即弹体贯穿壳体后的宏观剪切起爆和未贯穿壳体的低速冲击起爆,且其机制随弹体着速在临界着速以上继续提高会发生转变,最终均会转变为高速冲击起爆机制;装药起爆位置均发生在炸药壳体交界面后一定距离处,相同机制下此距离随弹体着速提高而减小。

摘要： 固体火箭发动机在机械冲击载荷作用下,有可能发生燃烧、爆炸及爆轰等反应。应用固体推进剂点火增长模型,建立了固体发动机冲击起爆数值模型,通过显式动力学方法对固体火箭发动机的冲击反应过程进行数值模拟,撞击速度越高,在局部易产生“热点”,在推进剂中形成高压区域,高压区域迅速向外传播,点燃外围推进剂,超过临界阈值装药发生爆轰。计算结果表明斜向入射、撞击物尺寸越大、壳体厚度越薄,发动机越容易发生剧烈反应,甚至引起爆轰。这些特性为固体发动机安全性设计提供了理论基础。

摘要： 利用LS-DYNA数值仿真软件,分析计算整体式MEFP战斗部成形过程及弹丸总体性能变化情况。采用“升降法”改变起爆点密集度和柱壳装药厚度,系统分析不同起爆工况下弹丸对不同厚度柱壳装药的冲击起爆效能变化规律,可得出结论:在一定范围内起爆点等间距设置越密集弹丸总体性能越好,工况3(起爆点数为21)相较工况2(起爆点数为13)中心弹丸速度、周边弹丸速度分别提升5.4%和6.0%;工况3~工况5的弹丸性能具有相近性,中心弹丸均可成功冲击起爆18 mm厚柱壳装药,工况1、工况2中心弹丸仅能成功冲击起爆16 mm厚柱壳装药。整体式MEFP战斗部各弹丸冲击引爆柱壳装药时表现出明显性能差异,主要受柱壳形状和起爆方式等因素影响。

摘要： 为解决在末段拦截大型钻地弹的难题,研究射流形态以及着靶角对射流侵彻和起爆能力的影响,通过数值仿真软件LS-DYNA对不同结构的聚能装药冲击起爆运动厚壳装药进行了数值模拟计算。本文采用3种装药结构:K装药结构、双锥结构和单锥结构,所有结构的装药直径为66 mm。根据仿真结果对各装药结构所形成射流的速度、直径以及着靶角对射流的动态侵彻以及起爆能力的影响进行分析。结果表明:K装药和双锥结构所形成射流无法穿透壳体,单锥结构装药可以穿透并引爆炸药。射流的动态侵彻能力主要受到射流头部速度的影响,射流头部速度越大,射流对运动靶板的侵彻能力越强,同时射流的动态侵彻能力还受到射流直径的影响。同向倾斜比相向倾斜使射流更易穿透壳体并引爆内部装药,并且随着射流着靶角的增加,射流穿透厚壁外壳后的剩余速度和起爆能力降低。

摘要： 通过射流对固体火箭发动机的冲击起爆的数值模拟,根据Held起爆判据,确定了固体发动机的起爆阈值。数值仿真结果表明,81 mm标准射流弹能够形成头部速度达到6100 m/s的聚能射流,当该聚能射流直接冲击发动机后,推进剂受到射流侵彻发生剧烈反应,球形冲击波向另一侧推进剂径向传播,导致推进剂发生二次反应,推进剂内部观察点的压力峰值达到40 GPa以上,反应度为1,表明推进剂发生了完全爆轰;通过调节靶板的厚度获得不同的射流能量,计算发动机的临界起爆阈值v^(2)d约为126.03 mm^(3)·μs^(-2)。

摘要： 为钝感高能炸药安全性设计和应用提供理论依据和物理基础,深入开展钝感熔铸含铝炸药冲击起爆特性实验研究。建立蓝宝石飞片平面撞击加载炸药一维拉格朗日分析组合式电磁粒子速度计实验测试系统,测量2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程中不同拉格朗日位置的粒子速度-时间变化曲线,获得飞片撞击速度和固相炸药颗粒度等变化对其冲击起爆爆轰成长的影响规律,并确定了该熔铸含铝炸药的冲击Hugoniot关系(D=2.439+2.137u,D为冲击波传播速度,u为粒子速度)和未反应炸药状态方程参数。结果表明:DNAN基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程的典型粒子速度曲线呈驼峰状,冲击波阵面波后粒子速度明显上升并加速追赶前导波阵面,冲击起爆过程整体表现为加速反应特征;在该装药颗粒度级配范围和加载压力下,加载压力越高或固相炸药颗粒度越小,炸药冲击起爆爆轰成长越快,越早转为爆轰。

摘要： 基于ANSYS/LS-DYNA数值仿真软件,调整改变EFP群束密集度及装药壳体厚度,分析EFP群束协同冲击平面带壳装药起爆能力变化规律。结果表明:EFP群束密集度对平面带壳装药起爆效能影响明显。当平面装药壳体厚度为10 mm且EFP间距为2 mm、4 mm、6 mm时,EFP群束表现出较强协同作用,冲击起爆能力明显强于单个EFP;EFP间距为8 mm时,EFP群束的冲击起爆能力与单个EFP趋同,不再具备协增强作用。调整平面装药壳体厚度为12 mm,4种密集度的EFP群束均能成功冲击起爆壳体装药,且冲击起爆能力逐渐向单个EFP趋同,未表现出明显的协同增强作用。调整平面装药壳体厚度为13 mm,仅EFP间距为2 mm的工况可成功冲击起爆装药,且单个EFP无法冲击起爆装药,此时EFP群束同样呈协同增强作用。

摘要： 为了研究相似结构柱壳装药殉爆响应的差异,选用常用于考核炸药殉爆不敏感性能的两种具有几何相似特性的典型柱壳装药结构,并采用数值模拟方法对Φ60 mm和Φ120 mm两种弹体的殉爆过程进行了分析.结果 表明,两种弹体壳体破裂形成的自然破片长宽比约为3.5:1,破裂前壳体壁厚与破片厚度的比值在1.5～1.75;Φ60 mm弹体主发弹壳体破裂后形成尺寸较小的自然破片,被发弹发生殉爆是由于相邻多枚小破片撞击后压力叠加的结果,单枚小破片由于撞击后侧向压力波稀疏效应明显而无法起爆被发弹,增加弹间距降低了多枚小破片同时击中被发弹同一区域的概率;对于Φ120 mm弹体,随着壳体厚度的增加,主发弹壳体破裂后形成尺寸较大的自然破片,单枚较大质量的破片撞击被发弹壳体的压力波汇聚效应较强,侧向稀疏区域较小,因此可以冲击起爆被发弹,增加弹间距只是降低较大质量破片击中被发弹的概率.研究结果为不敏感炸药殉爆考核的试验方法设计及结果分析提供参考.

摘要： 弹药在聚能射流作用下的反应机制和响应规律,对弹药安全性研究具有重要意义.针对隔板中前驱冲击波起爆炸药机制及炸药温度的影响,开展实验和数值模拟研究.设计大尺寸装药聚能射流侵彻不同厚度隔板,起爆加热炸药的实验装置,采用上下两端加热和侧面保温的方式,实现炸药均匀加热和温度控制.选取黑索今(RDX)含铝(Al)炸药(炸药配方质量比:RDX∶Al∶粘结剂为61％∶30％∶9％)在不同温度和隔板厚度下进行射流侵彻起爆实验,基于脉冲X光高速照相法,观测射流侵彻过程及炸药爆轰波成长.建立考虑炸药温度变化的射流起爆炸药计算模型,对射流侵彻隔板形成的前驱冲击波起爆炸药进行数值模拟.结果表明:射流侵彻厚隔板形成的前驱冲击波,先于射流到达炸药表面,在传入炸药一定深度后起爆炸药.入射压力介于3.1 Gpa和5.13 Gpa之间,炸药发生隔板中前驱冲击波起爆,入射压力高于5.13 Gpa为直接冲击起爆.RDX含铝炸药温度对前驱冲击波起爆炸药有很大影响,在25～111°C时,随着温度升高,炸药受粘结剂软化的影响为主,RDX含铝炸药对冲击波感度降低;但超过一定温度后,在111～150°C时,粘结剂的影响减弱,冲击感度主要受RDX炸药感度的影响,冲击感度又会增加.

摘要： 水雷跌落安全性是该型装备定型考核的重要试验之一,由于试验成本高、型号研制周期紧的客观原因,利用仿真技术来评估对水雷装备的跌落安全性以此辅助定型试验一次性通过成为一项急迫需求;水雷跌落安全性的仿真与评估涉及到装备结构的复杂性、仿真过程的非线性和材料本构的复杂性,是一项典型的科学问题和工程难题.本文简要讨论了新型水雷的主要结构、炸药冲击起爆机理、材料本构模型和仿真评估流程及准确性影响因素,涵盖了水雷装备跌落安全性在仿真过程中遇到的主要问题,对水雷装备及同类型含炸药武器的跌落安全性仿真和评估能提供指导意义.

摘要： 利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对玻璃射流冲击起爆带壳B炸药进行了仿真研究,研究了不同装药参数对带壳装药冲击起爆的影响,实现了玻璃射流对带壳B炸药的穿而不爆.仿真结果表明,射流u2d值随着药型罩壁厚和锥角的增大逐渐减小,随着装药长径比的增大逐渐减小;玻璃射流冲击起爆带壳B炸药的u2d阀值均在15.543mm3/μs2左右,说明玻璃射流可以用于反爆炸式反应装甲战斗部.

摘要： 为分析多个并列飞片对炸药冲击起爆性能的影响,利用LS—DYNA对不同类型的并列飞片撞击TATB炸药的过程进行了数值模拟.利用"二分法"求得不同类型的并列飞片撞击TATB炸药的临界起爆速度.结果表明,并列飞片起爆炸药的临界速度明显小于单个飞片的临界速度.并列飞片撞击起爆炸药得热点转化为爆轰的位置,比单一飞片更靠近炸药表面,对炸药的冲击起爆具有更高的可靠性.

摘要： 本文基于实验数据,利用Autodyn-3D软件建立可信的仿真模型计算得出实验条件下的钨合金六棱柱冲击起爆比动能阈值.利用已验证的仿真模,选取典型的六棱柱破片的外形尺寸,利用“升降法”求得各个尺寸下的冲击起爆比动能阈值,并绘制相关曲线.通过仿真分析,分别得出等质量不同长径比下和等面积不同长径比下的冲击起爆比动能阈值分布.比动能阈值标准综合考虑了破片的密度、动能以及冲击面积等破片特性,其比速度阈值标准更为合理.

摘要： 本文主要针对复合靶对炸药抗破片冲击起爆的防护问题,基于仿真和实验结果可行性校验基础上,开展了不同复合靶对炸药层内压力峰值、能量变化等影响特性研究.通过不同中间层复合靶方案的对比,获得了低波阻抗复合靶(钢-聚脲树脂-钢)炸药层压力峰值可大幅下降,降为单一钢靶的36％,结果同时表明中间层材料比强度越高,抗破片侵彻和吸能性越强;改变复合靶排列顺序,将聚脲树脂作为炸药内衬时,炸药层峰值压力仅为单一钢靶的30％,炸药层吸能比单一钢靶降低近一个数量级;保持复合靶总厚度不变,钢-聚脲树脂复合靶中炸药的峰值压力降为单一钢靶的64％,传入炸药层的能量减少约一半.由此可见复合靶可显著降低炸药层的峰值压力和传入能量,可有效提高炸药抗破片冲击起爆的能力.研究结果为复合靶对炸药抗冲击起爆的分析与设计提供了重要参考.

摘要： 利用非线性软件AUTODYN-2D数值模拟软件模拟碎片冲击起爆带铝壳装药,其中装药为PBX炸药.并且采用Lee-Tarver点火模型,通过数值模拟碎片冲击带壳装药和冲击铝板对比验证了带壳装药作为防护结构的有效性和优越性,同时分析了起爆机理及碎片的尺寸和冲击速度对炸药起爆特性的影响规律.研究结果对进一步研究带壳装药在航天器防护中的应用具有重要作用.

摘要： 本文采用JWL状态方程以及Lee-Tarver化学反应速率模型，对控制方程组进行五阶WENO格式的空间离散和三阶TVD Runge-Kutta时间离散，开发了凝聚相炸药爆轰的程序，并用程序对炸药PBX-9404的CJ状态起爆和飞片冲击起爆分别进行了模拟计算，分析了在不同起爆状态时炸药的起爆过程，当用CJ状态起爆时，随着压力的增大迅速转化为稳定爆轰，在飞片冲击起爆时，调节入射压力和脉冲宽度则可以得到熄爆、缓慢起爆和迅速起爆三个不同状态。

摘要： 炸药冲击起爆理论中,多数研究人员认为炸药中热点的形成是影响起爆过程的重要因素.而炸药若出现损伤,则会对热点的形成有很大影响,进而影响炸药起爆.本文针对HMX基炸药,抽取两篇典型文献进行对比讨论,得到损伤对炸药的影响是不确定的,可能使炸药感度增大,也有可能降低.本文通过分析验证,认为原因可能在于引入损伤的冲击波与使炸药起爆的冲击波的时间间隔与炸药内损伤发展时间的大小关系不同,从而产生了不同的结果.

摘要： 利用特征线方法,通过简化状态方程、并假设反应速率是起爆冲击波后时间的函数,可以得到凝聚炸药冲击波后反应流场的解析模型.模型显示粒子速度除正比于该点的反应度,还正比于碰撞界面上的反应度,碰撞界面上的反应通过纯粹的流体动力学过程影响炸药内部某一深度冲击波后流场状态.选择合适的带耗散项形式的反应速率函数,模型可以定性地匹配实验Lagrange粒子速度剖面.

摘要： 采用炸药平面透镜爆轰加载及空气与隔板综合衰减技术，建立基于锰铜压阻传感器的一维拉格朗日实验分析系统，通过实验确定了PBXCO3炸药和PBXC10炸药的临界起爆爆轰加载装置，得到了PBXCO3和PBXC10炸药在各自临界起爆压力加载条件下冲击起爆过程不同拉格朗日位置的压力变化历史。发现PBXC03和PBXC10炸药的爆轰成长过程存在明显区别：PBXC03炸药前导冲击波过后有明显的压力增长过程，而PBXC10炸药前导冲击波过后未能看到明显的压力增长过程，这一现象表明HMX基和TATB基PBX炸药冲击起爆及其爆轰成长的物理机制是不同的。

摘要： 本发明公开了一种集成电极的冲击片起爆器，包括集成电极组件和加速膛，集成电极组件端部下表面配合设有反射片，集成电极组件端部上表面设有加速膛，加速膛与反射片之间紧密夹持集成电极组件端部，飞片层、爆炸箔上下重叠位于加速膛与集成电极组件端部之间，加速膛对应爆炸箔中心设有加速膛孔；集成电极组件由下绝缘层、下电极芯层、中间绝缘层、上电极芯层、上绝缘层、爆炸箔、飞片层依次压合而成，下电极芯层与爆炸箔的一端电路连接，上电极芯层与爆炸箔的另一端电路连接。本发明上电极芯层、爆炸箔、下电极芯层构成一个电路回路，爆炸箔通电后电爆炸产生等离子体冲击飞片层，使得飞片层从加速膛的加速膛孔飞出，击发装药实现冲击片起爆作用。

摘要： 本实用新型公开了一种用于起爆冲击片雷管的试验装置，属于冲击片雷管起爆试验领域。所述试验装置包括起爆机构和复合电缆，起爆机构上具有第一电流接口和第二电流接口，复合电缆由内至外依次包括内导体层、绝缘层、外导体层和护套层，内导体层、绝缘层、外导体层和护套层同轴布置，内导体层的一端与第一电流接口连接，内导体层的另一端用于与冲击片雷管的第一电极连接，外导体层的一端与第二电流接口连通，外导体层的另一端用于与冲击片雷管的第二电极连接。本实用新型提供的试验装置不仅能够避免冲击片雷管损伤起爆机构，还能够有效降低起爆回路的能量损失，从而提高了冲击片雷管的起爆试验的可靠性，降低了试验成本。

摘要： 本发明公开了化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统，包括起爆加载系统、无源光纤测试系统、多炸药样品组件、PDV测试系统和定位系统；起爆加载系统用于实现化爆驱动飞片平面冲击加载，无源光纤测试系统用于测量飞片平行度，PDV测试系统用于测量飞片速度和多个炸药样品背面粒子速度‑时间历史，定位系统用于炸药样品、光纤探针和激光探头的定位和固定，通过测量不同厚度炸药样品背面的粒子速度‑时间历史，获得炸药的冲击起爆爆轰成长过程，本发明解决了钝感高能炸药冲击起爆过程研究的高幅值稳定宽脉冲加载、一维大尺寸、多样品同步测量的技术难题。

摘要： 本发明公开了一种研究炸药冲击起爆性能的装置及其实验方法，目的在于解决在炸药冲击起爆试验中，锰铜计和电磁粒子速度计的厚度和安装缝隙都会影响测试精度，且锰铜计的测试精度受环境温度的影响较为严重，而电磁粒子速度计的应用成本较高，高速扫描相机获得的数据信息量小，无法反映波后流场状态的问题。其包括支撑架、透明测定窗口、光纤探针架、光纤探针，支撑架包括楔形炸药固定架、固定装置，楔形炸药固定架包括竖直连接板、倾斜连接板，倾斜连接板与水平面的夹角为15~30°，倾斜连接板上设置有第一窗口。本发明能够在一发试验中获得高密度多点的波后粒子速度剖面，从而为研究炸药的冲击起爆性能和爆轰性能提供数据支撑。

摘要： 本发明提出一种外部加载冲击压力载荷的固体发动机冲击起爆仿真评估方法，通过将破片和冲击波冲击发动机表面后产生的冲击应力，进行等效化数值处理，然后利用等值的边界压力载荷直接进行冲击替换建模。本发明利用冲击压力载荷法进行冲击仿真明显的减小仿真模型尺寸，从而降低仿真硬件需求并缩短仿真计算所需时间；而且本发明冲击压力载荷建模方法能够直接替换传统建模方法，模型有良好的通用性；此外本发明边界冲击载荷法能够通过调节载荷压力直接获得发动机产生起爆的临界压力和冲量，而且可以通过控制变量法，分析载荷压力和作用时间对冲击起爆的影响，在发动机的起爆分析方面效果优于现有仿真方法。

摘要： 本发明公开了一种含能破片冲击起爆总释能的恒温法测量方法，该方法包括：步骤S5：主期阶段即弹道枪发射含能破片后至内桶水温度变化趋于稳定的阶段的测量，含能破片撞靶后每分钟记录一次温度，温度升到最高开始下降前一个读数或温度不变化时的第一个读数作为温度的最终读数；S6：末期阶段即内桶水温度稳定后的阶段的测量，主期后每分钟读取并记录温度一次读至0.001°C，共记N2次，N2＝11；在初期、主期、末期测量过程中，外桶水的温度通过程序温控始终要求保持恒定，温度波动保持在0.01°C以内；记录内桶温度计测量得到的内桶水温度变化曲线，记录外桶温度计测量得到的外桶水温度变化曲线，进行校正温升计算。

摘要： 本申请公开了一种含能破片冲击起爆总释能的绝热法测量方法，测量装置包括量热计，该测量方法包括：开动搅拌器均匀搅拌，使内桶水温度分布均匀；发射含能破片，含能破片进入内桶后立即关闭破片飞行通道；在发射含能破片后至内桶水温度变化趋于稳定的第一阶段，含能破片撞靶后每隔预定时间记录一次温度，温度升到最高开始下降前一个读数或温度不变化时的第一个读数作为温度的最终读数；在内桶水温稳定后的第二阶段，每隔预定时间记录温度；生成内桶温度计与外桶温度计分别测量得到的内桶水与外桶传热介质的温度变化曲线，得到内桶水温升，计算含能破片冲击起爆总释能。本申请具有测量精度高、测量速度快、测量成本低的特点。

摘要： 本发明公开了化爆驱动飞片撞击多样品钝感高能炸药冲击起爆试验系统，包括起爆加载系统、无源光纤测试系统、多炸药样品组件、PDV测试系统和定位系统；起爆加载系统用于实现化爆驱动飞片平面冲击加载，无源光纤测试系统用于测量飞片平行度，PDV测试系统用于测量飞片速度和多个炸药样品背面粒子速度‑时间历史，定位系统用于炸药样品、光纤探针和激光探头的定位和固定，通过测量不同厚度炸药样品背面的粒子速度‑时间历史，获得炸药的冲击起爆爆轰成长过程，本发明解决了钝感高能炸药冲击起爆过程研究的高幅值稳定宽脉冲加载、一维大尺寸、多样品同步测量的技术难题。

摘要： 本发明提供了一种炸药隔板冲击起爆炸药瞬态过程的实验观测方法，该方法中，起爆药柱起爆主炸药爆轰接触隔板并在隔板中形成冲击波，冲击波引爆隔板下方的炸药，同时给同时分幅扫描相机系统一个触发信号，当触发信号达到同时分幅扫描相机系统设定触发值时，打开同时分幅扫描相机系统快门，获取主炸药通过隔板起爆被引爆炸药过程的分幅图像和扫描图像。本发明的实验观测方法，可拍摄到主炸药爆轰、隔板中冲击波的传播以及炸药被引爆过程的图像信息，同时通过扫描图像能获得主炸药的爆速和被引爆炸药的起爆过程的具体曲线值，从而实现冲击波引爆炸药瞬态过程较全面的刻画。

摘要： 一种测量含能破片冲击起爆总释能、超压及爆温的装置，其包括量热计(1)，该量热计(1)内由内到外依次包括爆热弹壳体，该爆热弹壳体的顶部设有超压/温度传感器(8)，爆热弹壳体的内部设置靶板(9)，所述爆热弹壳体外部设置内桶壳体(13)，所述内桶壳体(13)外部设置外桶壳体(12)；外桶壳体(12)内包括外桶循环水，外桶壳体(12)内还设置外桶温度计(11)；所述外桶壳体还连接外循环泵(2)，所述爆热弹壳体，包括入口，该入口穿过所述内桶壳体(13)、外桶侧壁。本实用新型所述测量爆温装置节约试验成本，便于综合分析含能破片冲击起爆的能量输出特性。