基于超压和冲量的爆炸冲击波杀伤概率计算模型

基于人员爆炸伤的特点,针对爆炸过程中超压、冲量的变化对人员造成的损伤,建立了用于评估人员在爆炸威力场中伤亡概率的计算模型。结合爆炸伤特点,对人员损伤情况进行分类,分析冲击波杀伤和爆炸导致的人员抛投伤。根据爆炸物相关参数,计算TNT当量以及爆炸威力场中的超压和冲量变化,采用PROBIT方法对人员伤亡概率进行评估。在此基础上,首先,分析了江苏响水天嘉宜化工有限公司“3·21”特别重大爆炸事故。结果表明,在此次爆炸事故中,由该模型计算得到的安全距离与实际情况相符。然后,对某型弹药的战场冲击波杀伤概率进行了评估,并对四种伤情特点进行了分析。该模型可用于快速计算爆炸时超压和冲量变化导致人员伤亡的概率,对于评估爆炸安全事故中的人员伤亡情况以及战场中的爆炸致伤情况有一定参考意义。     

水射流冲击销毁简易爆炸装置仿真研究

利用LS-DYNA有限元软件对不同速度的水射流冲击销毁简易爆炸装置进行了仿真研究,通过压力、反应度等参数分析了炸药的安全性,讨论了简易爆炸装置在水射流作用下的起爆机理;通过冲击位置、孔径、失效单元数等参数分析了销毁过程的有效性。结果表明,炸药与壳体摩擦产生高压区域是导致简易爆炸装置发生爆炸的主要原因;安全销毁简易爆炸装置的水射流速度应小于800 m/s。     

Q235钢与304不锈钢多层爆炸焊接的数值模拟研究

利用SPH-FEM耦合算法及SPH算法对Q235钢与304不锈钢多层爆炸焊接实验分别进行了三维与二维数值模拟,旨在研究多层爆炸焊接过程中动态参数分布情况及结合质量。理论计算了三维模拟中复板的碰撞压力峰值并与模拟结果进行了对比,在此基础上利用振动波及爆轰波的传播规律解释了复板压力分布特性。通过二维模拟获得了基复板波状结合界面,与实验所得波形较为吻合,验证了多层爆炸焊接实验中基复板的结合质量。模拟结果显示了相较于单层爆炸焊接,多层爆炸焊接理论上能够节省近68%的炸药量,有效节约了生产成本。     

远程光谱识别法爆炸火光特征分析

针对目前武器毁伤过程中瞬态强闪光光谱的测量存在探测距离近,不适用于恶劣环境以及可探测的闪光强度范围小等问题,提出一种适用于复杂环境下的远程瞬态强光光谱测试系统。设计同轴切换式光纤望远镜头可实现远距离光信号采集,采集范围可达2 m²,解决了在高温、强振动等恶劣环境下远程瞄准的问题。采用光纤衰减器实现对强光的连续等比例衰减,解决了闪光过强导致光电传感器饱和的问题。利用该光谱测试系统,在距爆炸中心约18 m处获取了200 g TNT炸药在爆炸过程中350～1 000 nm的发光光谱。实验表明：爆炸火光持续时间约20 ms,起爆初后约350μs光强达到最大,爆炸火光光谱由连续光谱和线光谱2部分组成,光谱的一般特征具有较好重复性,产生的特征谱线分布趋势一致,均出现了NaI; KI; Cu II; Ag I等元素的特征谱线。     

水下爆炸仿真参量设置影响研究

本文中研究了水下爆炸数值仿真参量设置对冲击波与气泡载荷计算结果的影响。构建一维楔形网格,研究了flow-out、transmit和none三种边界条件对气泡脉动特性的影响,表明应建立足够大的水域来模拟无限水域从而消除边界对气泡脉动的影响;构建不同水域尺寸的仿真模型,结果表明所述装药条件下合适的水域半径为1 200倍装药半径;网格密度影响水下爆炸冲击波压力峰值,基于计算结果拟合得到了5%误差和10%误差下网格尺寸最小取值的计算公式。研究结果为水下爆炸载荷高精度计算提供重要参考。