FEX-1挠性炸药贮存寿命的预估

采用提高温度加速老化与测定试样力学性能相结合的方法,依据挠性炸药(FEX-1)扯断永久变形随温度和时间的变化规律,预估该炸药在常温下的贮存寿命为11.8年。

微流控结晶系统制备窄分布微米级硝胺炸药

为了在安全临界尺度下实现炸药结晶的调控与批量生产,基于微流控技术组建了ZS-1型微流控结晶系统,并选用二甲亚砜(DMSO)和去离子水分别作为溶剂与反溶剂,通过改变两相流量比、炸药相浓度与总流量等结晶过程参数,在微尺度下进行了环三亚甲基三硝胺(RDX)的粒度控制研究和环四亚甲基四硝胺(HMX)的粒度与晶型控制研究,探索了结晶参数的高通量筛选。在ZS-1型微流控结晶系统上进行了微米级RDX的批量制备实验。结果表明,经系统重结晶细化的RDX样品的D_(50)为3.35μm,跨度(粒径分布)为0.956,纯度为99.80%,平均粒径较原料RDX缩小了22.2倍,且产量可达每小时百克量级,验证了微尺度下窄分布微米级炸药批量制备的可行性。

水下爆炸载荷下柔性支撑板架结构防护效能快速预报与优化方法

为实现柔性支撑板架结构在水下爆炸下防护效能的快速评估和设计优化,基于高置信度仿真,建立了水下爆炸作用下柔性支撑板架防护效能的评估方法并开展试验验证。采用验证后的高置信度仿真方法生成样本工况数据,并通过径向基神经网络模型构建能快速评估柔性支撑板架结构防护效能的代理模型。结合多岛遗传算法对建立的代理模型进行防护结构高防护效能和轻量化的多目标优化并获取最优结构参数。建立的快速预报与优化方法可以为相关的结构设计优化提供重要的技术支撑。

柔性管路对密闭容器爆炸压力的影响

为有效控制与管路连接的密闭容器的爆炸风险,降低制造、维护投入成本,通过数值计算分析与实际爆炸试验验证,研究了柔性管路对其连接的密闭容器爆炸压力的影响。以隔爆型外壳为研究对象,选取数值计算数学模型、确定边界条件,比较了阀门关闭及打开,以及连接不同直径柔性管路时,外壳内部爆炸压力的差异,分析爆炸时管路接口处气体流动及压力分布情况;在爆炸槽中对柔性管路连接隔爆外壳进行试验,对比分析试验与数值计算结果。研究结果表明,柔性管路具有泄爆效果,且管路直径越大,内部爆炸压力越小。

机匣包容试验的叶片根部爆破飞断方法

在航空发动机包容试验中,为满足叶片在根部失效的要求,设计了基于爆破切割技术的叶片根部飞断试验方法。通过平板静态爆破试验确定了柔爆索的切割能力,并使用柔爆索进行了真实叶片的静态爆破试验。在MTS拉伸试验机上对爆破切割后的损伤叶片进行了静拉伸试验,确定了损伤叶片的剩余强度为50~56 kN。按照静态爆破试验获得的开槽尺寸在叶片根部开槽并敷设柔爆索,采用树脂胶固定后,在立式转子试验器上采用遥控触发的方式进行了真实叶片旋转状态下的飞断试验。结果表明:在叶片两侧加工4 mm深沟槽并敷设柔爆索爆破后,叶片被柔爆索切割,并在预定飞断转速下失效飞出。飞断截面断口显示叶片中段被柔爆索的金属射流完全切断,前后缘在离心载荷作用下拉断,爆破作用没有对叶片产生附加动能,成功实现了叶片在预定转速下的根部断裂失效。

挠性炸药比冲量的数值模拟与实验研究

对不同厚度挠性炸药加载不同基底材料接触爆炸产生的冲量加载进行了一维数值模拟计算。采用自行研制的直线运动式冲量探头对一种0.4 mm厚度的挠性炸药接触爆炸产生的冲量载荷进行了测量,得出该厚度炸药的比冲量为1 234 Pa.s,数值模拟结果与实验结果符合较好。计算结果表明,挠性炸药的加载冲量与其厚度成比例增加关系;相同厚度的挠性炸药在不同波阻抗表面爆炸产生的冲量载荷不同,波阻抗越大,传入的冲量越大。

不同频率振动训练对下肢爆发力和柔韧性的即时影响研究

目的:通过观察不同频率下短时振动训练对普通人群原地纵跳能力和下肢柔韧性的影响,了解作为准备活动的短时振动训练对人体下肢爆发力和柔韧性的作用,并分析振动频率与训练效果的关系,以更好地将振动训练应用于实践;研究方法:振动训练对象为31名(14男、17女)普通大学生,分别接受30Hz、35Hz、40Hz、45Hz的全身振动训练,振幅2mm,每种频率每次共训练5min。并于训练前、后接受心率、柔韧和下肢纵跳能力测试;结果与结论:振动训练后心率有显著提高,但心率提高幅度与振动频率无关。振动训练并没有使所有受试者下肢柔韧性和下蹲跳成绩得到提高。振动训练没有使女性受试者下蹲跳时下肢最大功率提高,但低频振动训练可以即时提高男性受试者下肢最大蹬伸功率,30Hz是提高男受试者下肢蹬伸功率的最佳训练频率。

分离结构在冲击载荷作用下的破坏机理研究

为深入研究爆炸分离装置的分离过程,针对航天运载器的爆炸分离结构关键部件在爆炸载荷作用下的破坏过程进行了机理性研究和分析,从应力波传播和动态断裂力学角度研究了分离板在2种载荷形式(柔性导爆索或者聚能切割索)作用下的破坏过程。认为:在柔性导爆索分离装置中,分离板的破坏包括层裂和拉应力破坏,保护罩可能是拉伸破坏或剪切破坏模式;而在聚能切割索分离装置中,分离板的破坏包括聚能射流切割、裂纹扩展和层裂等复合过程。该分析结果对深入研究爆炸分离结构的分离过程、科学确定材料选择标准具有借鉴意义。

柔性线型聚能切割器的应用研究

从聚能射流形成及侵彻理论出发,总结了影响聚能射流穿深的因素,根据这些因素的分析及工程实际条件,设计并制造了一种铅质外壳柔性线型聚能切割器,对10 mm厚的45#钢板和斜支撑上截取的钢板进行聚能切割实验,发现线密度为158 g·m-1,炸高为2.4 mm的柔性线型聚能切割器完全贯穿45#钢板和斜支撑上截取的钢板;把此种柔性线型聚能切割器应用到钢管塔架立窑爆破拆除的斜支撑处理中,该柔性线型聚能切割器完全贯穿了斜支撑厚壁空心钢管,确保了结构倒塌方向无误,成功地辅助了钢管塔架爆破拆除的实施。

PETN基挠性炸药的力学性能

设计了以PETN为基的挠性炸药NI-1,测定了它的力学性能,其断裂拉伸强度为1.64MPa,扯断伸长率和扯断永久变形分别为101%和31%。此外,进行了环境试验和贮存试验,试验后的力学性能测试结果表明:在高低温冲击、加速贮存和自然贮存试验中,NI-1炸药的断裂拉伸强度先增大再降低,而扯断伸长率和扯断永久变形则始终在降低;在盐雾试验、霉菌试验和辐照试验中,NI-1炸药的断裂拉伸强度、扯断伸长率和扯断永久变形均降低。

动支座对拱结构抗爆承载力的影响

建立了具有动支座拱的计算模型,该模型考虑了竖向的弹性支承和阻尼支承、水平向弹性支承和扭转约束等柔性支承形式。基于大变形动力微分方程并利用有限差分方法,研究了动支座拱在爆炸荷载作用下的动力响应,并分析动支座对结构承载力的影响。研究表明:动支座对拱的抗爆承载能力有较大影响,不同形式的柔性支承对拱承载力的影响截然不同,竖向弹性支承能够使爆炸荷载作用下拱的弯矩峰值减小,并且使到达峰值的时间增加,提高了拱的抗爆或承受瞬态荷载的能力。而水平弹性支承使拱的内力值和相对位移值增大,对结构的承载力不利。

挠性炸药的发展及应用

挠性炸药具有临界直径小、爆速高、挠性优良、易携带等特点,成为现代高聚物黏结炸药的发展重点类型之一,文中综述了国内外挠性炸药的发展概况,介绍了典型挠性炸药的配方及其主要性能,总结了挠性炸药在军事和民用领域的应用情况,提出了关于挠性炸药研究方向的发展建议。

一种新的炸药感度判据:键!非键耦合分子刚柔度

评述了4种炸药感度判据,包括最易跃迁法(最小能隙)、最小键级、最弱键离解能、X—NO2(XC,N or O)中硝基的Mulliken电荷。首次提出了基于炸药分子整体稳定性的名为"键&非键耦合分子刚柔度"的新的感度判据。比较了11种典型炸药[1,3,5-三硝基苯(TNB)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)、1,3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)、1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷(RDX)、1,3,5-三硝基-2-氧-1,3,5-三氮杂环己烷(K6)、2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(CL-20)、2-苦基-1,2,3-三唑(P CTA)、4-硝基-2-苦基-1,2,3-三唑(NPCTA)、2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(LLM-105)、4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DNBF)、5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱(DADNBF)]的撞击感度与判据之间的相关性。结果表明,在这5种感度判据中,"键!非键耦合分子刚柔度"评价方法的相关性最高。判据组合能提高预测感度的能力。张力能是炸药分子中键!非键耦合能的一种形式,它不仅能够用于衡量炸药的感度,尤其是不含硝基炸药的感度,同时还能用来量度炸药的储能水平,这对新型炸药的设计和评价具有重要意义。

复合柔性结构防爆试验方法与判据研究

为快速妥善处置随机发现的爆炸物恐怖威胁,研究一种由高强高弹复合材料和混合液组成的复合柔性结构。对复合柔性结构的防爆效果提出基于5级人员伤害/防护等级的防爆判据和等效靶试验方法。建立复合柔性结构抗爆作用的等效试验平台,进行抗爆减爆效应对比试验,得到了人员防护等级与等效靶挠度之间的对应关系。获得的人员一级/二级防护等级下的抗爆判据可用于防爆装备设计与开发。

复合防护结构抗破片侵彻性能的研究

为提高复合柔性结构的抗破片侵彻能力,采用AUTODYN中Euler-Lagarange算法对不同位置和厚度聚脲材料复合柔性结构的抗破片侵彻效果进行数值模拟,并通过正交试验对复合柔性结构防护性能的影响因素进行了研究。结果表明:聚脲材料在复合柔性结构内侧位置时抗破片侵彻能力最强;抗破片侵彻效果与聚脲材料厚度成正比;复合柔性结构防护性能影响因素的主次顺序为:防爆液体厚度、芳纶纤维层数、聚脲材料位置、聚脲材料厚度。

柔性材料对爆炸载荷的缓冲效应研究

建立了柔性材料/钢复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播问题的完备方程组;使用有限元方法完成了对复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播规律的系列数值模拟,并着重讨论了不同炸药层和柔性材料层厚度对柔性材料与钢交界面载荷的影响。

单质炸药生产线的模块化设计

为了满足单质炸药多种合成工艺生产的需求,以更科学、更合理的方式对单质炸药生产线进行规划和设计,在研究和综述模块化设计的基础上,分析了模块化系统的特点,将单质炸药多种产品的复杂工艺流程转换为简单的结构单元图,帮助进行工艺系统的结构分析和优化设计。通过对单元模块设计的讨论,提出了设计单质炸药生产线的新方法。

新型NPR锚杆支护系统抗动力冲击试验研究

为应对深部洞室开挖过程中可能出现的高应力岩爆、冲击地压及外部爆炸等动力冲击作用下造成的洞室围岩非线性大变形,何满潮院士研究团队研发了具有均匀大变形、颈缩明显消失、屈服平台消失等实验现象的2G-NPR(Second Generation Negative Poisson’s Ratio)锚杆新材料,并在此基础上,形成了2G-NPR锚杆支护工程岩体的刚柔性结构系统大变形控制技术。为了深入研究爆炸强冲击作用下2G-NPR锚杆支护工程岩体的整体动态响应规律及力学行为,后续将其应用于国防和人防工程中。在爆炸试验现场研究了爆炸冲击波在花岗岩中的衰减模型,确定了爆炸所需的装药参数,获得了PR锚杆支护复合结构和2G-NPR锚杆支护复合结构洞室的支护参数;对比研究了在爆炸冲击过程中2种不同支护体系中拱顶峰值压力、拱顶拱肩拱底加速度、锚杆轴力以及围岩的动力学响应和相互作用规律,揭示了不同支护洞室的抗冲防爆特性及其破坏模式。研究结果表明:2G-NPR锚杆能抵抗更强的平面冲击载荷,能量吸收分摊比例占比高,在地下防爆支护中具有显著能量吸收特征,能够起到传统锚杆支护无法比拟的支护效果。此外,针对地下洞室开挖引起围岩应力状态的改变,提出洞室开挖应力补偿理论,并得到了锚杆锚固端各应力分量和位移分量的理论解,为后续洞室支护研究提供理论参考。

高水速凝MAP材料的动态力学性能研究

柔性防爆是反恐行动中防简易爆炸装置爆炸破坏的一种新方式。为将爆炸冲击波能安全转换成液体动能,研究了一种高分子MAP材料。采用MAP作为基料,加水迅速发生溶剂化作用形成胶体。分别获得了其凝胶时间随浓度、温度的变化关系。采用SHPB实验装置进行动力学性能测试,获得了不同浓度胶体材料的应力-应变曲线。结果表明,胶体材料具有应变率相关特性。基于材料具有应变、应变率相关特性,建立了适合该胶体材料的本构关系模型。对试验结果进行拟合,获得了胶体材料不同配比下的动态本构关系。经过对比,可选用不低于1.8%浓度的胶体材料作为防爆液体材料。

俄罗斯爆破器材现状一瞥

文章介绍了俄罗斯爆破器材行业的现状，叙述了某些国内尚缺的器材，有助于两国科技工作者的交流。