一种用于内部冲击波载荷测试的爆炸容器设计

为设计爆炸容器并确保其力学实验安全,研究了容器内部的载荷分布特征和规律,根据研究需求,设计加工了一柱形爆炸容器。数值模拟结果表明,该容器在最大实验药量（1 230 gTNT）作用下结构是安全的。在多次内爆载荷测试实验中（最大实验药量为1 000 gTNT）,该容器没有出现塑性变形,认为容器结构设计合理,实验安全可靠,达...     

纵火战斗部爆炸分散仿真研究

在试验的基础上,从炸药对纵火炬的驱动和纵火炬在空中飞散两个方面,对其在战斗部静爆和动态飞行时的爆炸分散进行了仿真研究,研究结果对纵火弹的具体设计具有重要的参考价值。     

圆柱形容器爆炸焊接数值模拟与实验

针对深空探测采样容器的特殊要求,进行爆炸焊接严实密封技术研究。利用非线性动力学软件进行铝质柱形容器爆炸焊接数值模拟,得到各种焊接初始参数的影响规律,确定较佳焊接初始参数及容器结构尺寸,并进行实验验证。实验结果表明:外盖角度为7°时,1mm壁厚外盖配4mm壁厚内圆柱或2mm壁厚外盖配6mm壁厚内圆柱,配以较合适炸药厚度,密实焊接效果较理想。研究结果为深空探测采样容器结构设计提供了较好的参考。     

典型炸药爆炸过程中电磁辐射特性分析

设计了一套基于短波全向天线、超宽带全向天线的电磁辐射测量装置,对不同质量TNT爆炸产生的电磁辐射进行测量,通过数据处理得到电磁辐射特性。结果表明,炸药质量对爆炸产生的电磁辐射时域特性有显著影响,质量越大,电磁信号延迟响应越短,持续时间越长,峰值出现时间越早。60 kg TNT爆炸产生的电磁辐射信号频率主要集中在100 MHz以下,在0~50 MHz频段能量最集中,炸药成分对频谱分布的影响最大,不同成分的炸药爆炸产生的电磁辐射频谱分布有明显特异性。炸药爆炸产生的电磁辐射强度呈现与爆心距离较强的相关性,随着距离增大而递减,且递减幅度较大。装药构型和起爆方式会使炸药在爆炸过程中的几何运动模式发生变化,导致爆炸电磁辐射传播呈现非均匀性特征。     

条形装药在岩体中爆炸成腔过程的数值分析

利用LS-DYNA非线性有限元程序,对不同药量等级的条形装药,进行了无 限域岩体介质中的爆炸成腔数值模拟计算,得到了爆炸成腔过程的基本图像及爆腔形成的 位移时程曲线,通过对爆腔半径的数据分析对比,得到条形装药的长径比值k与爆腔半径和 装药半径之比值ra/R0呈线性关系、条形装药比集团装药具更强爆扩能力的结论。     

接触爆炸下沉箱重力式码头面板毁伤效应分析

为了探究接触爆炸荷载下沉箱重力式码头面板的毁伤效应,首先以码头上部面板结构小毁伤为目标,设计制作沉箱重力式码头模型进行了爆炸试验,得到1 kg当量TNT炸药在码头面板中央爆炸后码头面板的毁伤情况;然后,在此基础上运用LS-DYNA程序建立基于拉格朗日欧拉法的码头模型有限元数值模型,讨论了控制混凝土HJC模型单元失效删除的关键参数,通过与试验结果的对比确立了混凝土单元各失效准则的取值;最后,对不同炸药位置、不同炸药当量下码头面板的毁伤效应进行了数值模拟研究,得到了不同的毁伤模式和具体的毁伤过程。结果表明:不同爆炸位置码头面板毁伤过程初始阶段具有相似性,之后受爆炸位置结构形式的影响毁伤模式体现出差异性;炸药当量增加会使毁伤程度加剧,相同炸药当量下,管沟处爆炸的毁伤程度要明显重于中间仓格处。     

钢—混凝土复合爆炸容器内爆响应数值模拟

应用动力有限元方法模拟了轴对称椭球顶圆柱密闭式抗爆容器内部爆炸流场,并对钢衬-混凝土复合容器壁的应力应变响应进行了数值模拟分析.分析结果显示:钢衬层应力波动的低、高频两部分分别起因于压力波的反复作用及钢衬结构的本征振动,二次波对容器顶部的作用很重要,并由此对混凝土的塑性及损伤的时空分布产生重要影响.数值模拟结果与实验结果一致.     

炸药爆炸过程中电磁辐射数值模拟研究

为了给出炸药爆炸过程中产生电磁辐射的理论分析方法和特性,针对炸药爆炸过程中产生的电磁辐射进行数值模拟研究.采用热平衡电离模型描述爆炸过程中的电离气体,结合爆炸问题的数值模拟方法,得到爆炸场中的电导率分布,进而得到磁扩散率.基于非理想磁流体动力学方程组,计算在特定磁扩散率下的导电气体运动引起的电磁辐射,实现对炸药爆炸产生...     

解析方法与数值模拟相结合求解炸药在容器内部爆炸产生的壁面载荷

本文采用总变差递减（TVD）数值方法与强爆炸解析解相结合的手段,求解了炸药在爆炸容器内部产生的作用载荷。计算结果与实验值在几个典型位置进行了比较,二者有良好的符合。与单纯的数值方法相比,本文所探索的方法能有效地克服对称轴附近的数值振荡,不失为确定爆炸载荷的一种新途径。     

爆炸逻辑间隙零门实验研究

为了可靠实现爆炸逻辑间隙零门的原理功能,提出并验证了一种基于精细RDX和含能胶合剂的传爆药方案.通过实验探索了基于该传爆药的爆炸零门适用的间隙宽度范围,并设计了一种小尺寸爆炸逻辑间隙零门,为爆炸逻辑网络设计提供参考.     

Study on dynamic response of multi-degree-of-freedom explosion vessel system under impact load

In order to study the dynamic response and calculate the axial dynamic coefficient of the monolayer cylindrical explosion vessel, the wall of vessel is simplified as a multi-degree-of-freedom (MDoF) undamped elastic foundation beam. Decoupling the coupled motion equation and using Duhamel's integrals, the solutions in generalized coordinates of the equations under exponentially decaying loads, square wave loads and triangular wave loads are calculated. These solutions are consistent in form with the solutions of single-degree-of-freedom (SDoF) undamped forced vibration simplified model. Based on the model, equivalent MDoF design method (also called MDoF dynamic coefficient method) of cylindrical explosion vessel is proposed. The traditional method can only predict the dynamic coefficient of torus portion around the explosion center, but this method can predict that of the vessel wall at any axial n dividing point position. It is verified that the prediction accuracy of this model is greatly improved compared with the SDoF model by comparing the results of this model with SDoF model and numerical simulation in different working conditions. However, the prediction accuracy decreases as the scaled distance decreases and approaches the end of the vessel, which is related to the accuracy of the empirical formula of the implosion load, the simplification of the explosion load direction, the boundary conditions, and the loading time difference.     

油料洞库油气爆炸抑制数值模拟

根据受限空间油气爆炸及抑爆过程的发展规律和机理以及爆炸燃烧和抑爆的特点,建立了基于分步反应控制机理的爆炸燃烧及抑爆模型,解决了爆炸及抑爆发展过程中火焰和压力波相互耦合机制,克服了化学反应与多相流动耦合时计算和存储方面的困难,缓解了控制方程求解时的"刚性",数值仿真结果与实验吻合较好。研究显示,火焰在传播过程中,由于受到湍流和气体流动影响,形状不断发生变化,不是一直加速传播的,而是呈一定波动范围加速传播的;在狭长受限空间内,油气混合物的爆炸压力和火焰速度会大幅升高,不加以抑制将导致严重的破坏后果;在抑爆区由于抑爆剂强烈的物理、化学抑制作用以及两相间进行的能量和动量交换,充满抑爆区的抑爆剂云(雾)能很好地阻断爆炸燃烧火焰的持续传播,从而使爆炸压力失去油气持续燃烧所提供能量的补充而迅速衰减,爆炸传播迅速得到抑制。     

爆竹销毁爆炸对建筑物振动影响分析

利用爆竹集中销毁时,爆炸产生的空气冲击波超压对附近建筑物玻璃的破坏程度推算此次爆炸的相当药量,然后根据建筑物的保护对象类别和岩石性质等参数计算出振动的安全允许距离,并和建筑物距离爆点的最近距离相比较,从而得出分析结果.     

惯性信息辅助的星像点质心提取方法

针对振动环境中星敏感器曝光得到的模糊星像点质心提取精度低的问题,提出了惯性信息辅助的星像点质心提取模型并建立了相应的算法。算法以星像点区域的加权中心为曝光初始时刻的星像点质心,根据与星敏感器捷联的惯性设备测得的振动信息计算质心在曝光过程中的轨迹并利用星像点能量分布模型估计恒星的成像区域和加权中心,采用迭代的方法使得两加权中心重合,从而得到曝光结束时刻星像点质心的精确值。仿真分析了算法的质心提取精度及相关因素对提取精度的影响,结果表明算法在振动环境下仍可准确提取出星像点的质心,精度在百分之一像素左右,而且算法具有较好的适用性。     

基于激励补偿的水声基阵互辐射阻抗控制研究

针对互辐射阻抗对水声基阵阵元表面振速的影响,研究了基于激励补偿的互辐射阻抗控制方法。首先分析了阵元表面振速与激励之间的关系,然后对比实际激励与理想激励的区别,得到激励补偿的计算公式,最后利用阵元间的互辐射阻抗修正了激励补偿计算公式。仿真结果表明:在低频、小间距基阵中,激励的幅度和相位需采用所提算法进行较大的补偿,以达到互辐射阻抗控制的效果。     

狭长受限空间油气爆炸关键现象研究

以汽油油气混合物为研究对象,在狭长密闭管道中进行了油气爆炸实验,通过压阻式传感器测试爆炸过程中的压强信号,得到狭长受限空间中油气爆炸的基本参数。通过对实验结果的对比分析,发现狭长受限空间内的油气爆炸可以分为4个阶段：平滑加速阶段、湍流发展阶段、振荡激化阶段和余波阶段;一定强度的湍流流场可抑制链化学反应速度和火焰传播速度;振荡激化阶段发生在管道末端。为狭长密闭空间内油气爆炸的预防和抑爆技术研究提供了参考。     

Parametric study of single confined fragment launch explosive device

In this article, parametric study of single confined fragment launch device was carried out. The configuration proposed was further studied to derive the empirical relationship for effect of fragment size, charge size, confinement thickness on fragment velocity. The simulations were carried out using ANSYS-AUTODYNE explicit solver. Fragment velocities were estimated as a function of different parametric combinations of explosive quantities, charge length to diameter ratio, fragment height to diameter ratio, confinement thickness, fragment material and fragment mass. The data was further converted to charge to metal ratio under fragment and confinement. It was observed that, increase in confinement thickness, charge quantity and decrease in fragment height increases the fragment velocity. It is also noted that, charge to metal mass ratio under fragment significantly affects the fragment velocity. At the end, an empirical relationship for fragment velocity interms of all these parameters was established. Using these relations, two velocities 1831.92 m/s and 2523.9 m/s required for NATO STANAG 4496 IM test were estimated. The design parameters for these velocities are presented. Also, the results estimated using the empirical relationship has been compared with published experimental data. Error in the predicted velocities is within the acceptable range. The empirical relationship proposed will be useful for finalization of design of the fragment launch device.     

垂直刚性面边界条件下水下爆炸气泡运动的理论研究

为研究垂直边界面对水下爆炸气泡脉动的影响,根据势流理论建立了垂直边界面条件下水下爆炸气泡运动的理论模型,编制计算程序进行求解。对水下爆炸气泡脉动运动的特点、流场的速度及压力的分布、气泡引起的载荷形式进行了分析,结果表明,此模型能够反映水下爆炸气泡和周围流体介质的运动规律,并能进行定量的计算。     

Mitigation effects on the reflected overpressure of blast shock with water surrounding an explosive in a confined space

The mitigation of blast shock with water has broad application prospects. Understanding the mitigation effects on the reflected overpressure of the explosion shock with water surrounding an explosive in a confined space is of great significance for military explosives safety applications. To estimate the effects of the parameters on the reflected overpressure of blasted shock wave, a series of experiments were carried out in confined containers with spherical explosives immersed in a certain thickness of water, and numerical simulations were conducted to explore the corresponding mechanisms. The results reveal that the reflected overpressure is abnormally aggravated at a small scaled distance. This aggravation is due to the high impulse of the bulk accelerated water shell converted from the explosion. With increasing scaled distance, the energy will be gradually dissipated. The mitigation effects will appear with the dispersed water phase front impacting at a larger scaled distance, except in the case of a dense water phase state. A critical scaled distance range of 0.7—0.8 m/kg1/3 for effective mitigation was found. It is suggested that the scaled distance of space walls should be larger than the critical value for a certain water-to-explosive weight ratio range (5—20).     

车用磁流变减振器动力性能实验分析

MRF阻尼器结构简单、体积小、能耗低、反应迅速且阻尼力可调范围广, 已经成为新型履带车辆半主动悬挂系统优先选择的方案。基于磁流变液体本构关系的Bingham模型,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。对自行研制的双出杆剪切阀式磁流变减振器进行了实验研究,获得了不同振幅、频率、电流强度下的阻尼力变化曲线,从不同的侧面获得了MRF阻尼器的动力性能。结合Hrovat限界最优半主动控制算法和车辆悬挂系统振动的半主动控制策略,仿真分析了磁流变阻尼器对整车振动的控制效果,并与LQR控制结果作了比较。