圆柱装药爆轰驱动的动力学模型

目的 研究圆柱装药爆轰驱动问题； 方法 在一定假设条件下建立圆柱装药爆轰驱动壳体膨胀的动力学模型和计算方法，针对算例进行计算，并对比Ｇｕｒｎｅｙ 模型计算结果和二维数值模拟结果分析其适用性；结果 得到了动力学模型； 结论 动力学模型能够反映爆轰驱动过程的本质并具有工程应用价值；

圆柱装药近地空爆冲击波峰值超压空间转换模型

为研究近地空爆冲击波峰值超压空间数值关系,基于镜像法、角等分和超压归一化思想,确定了冲击波空间传播界线,建立了混合流场中超压的理论计算方法。首先,利用三波点轨迹与爆高水平线交点、虚拟爆源、真实爆心三者连线构成的几何约束以及马赫反射终点条件,确定了冲击波流场分布界限。其次,等分测点角度,并基于超压归一化值分段线性假设构建归一化值方程。然后将归一化值方程扩展为圆柱装药长径比、爆高、当量、测点角度和比例距离的函数。最后,基于控制变量法,利用符合经验公式和实爆结果的圆柱装药近地空爆AUTODYN-2D数值模型的计算结果代入上述函数求解。结果表明:以长径比、比例爆高、比例距离和测点角度为输入参数的峰值超压空间转换模型可描述圆柱装药近地空爆峰值超压的空间数值关系,转换效果良好。

圆柱形炸药空爆在近场空间的超压估算公式

圆柱形炸药空爆后在近场空间会形成强度不均匀的超压场,在相同等效衰减距离、不同空间角度上的近场超压可相差数倍甚至一个量级以上.为了准确、快速地评估圆柱空爆近场超压强度及分布差异给近场不同区域毁伤效应和防护效果带来的影响,在圆柱空爆近场实验数据匮乏的情况下使用经过实验效验的模拟数据来补足样本空间,通过数据拟合的方式给出了圆柱装药空爆在较小等效衰减距离下的超压估算公式.首先,通过与球形装药下的经验公式和圆柱装药下的实验结果对比,分别验证了模拟结果在球形和圆柱装药情况下均具有一定置信度;之后,以二次多项式的形式拟合得到了圆柱空爆近场超压估算公式,并给出了6种不同长径比圆柱空爆在不同空间位置上超压的实验结果与估算公式结果的对比.结果表明,估算公式可在较小误差范围内给出炸药空爆在近场空间任意位置上的超压,其经实验校验具有一定置信度的适用范围是圆柱长径比为1/4~4、等效衰减距离为0.2~2.0 m/kg^(1/3).

圆柱形装药在土壤-混凝土复合介质靶中的爆炸开坑规律

为了探究炸药在土壤-混凝土复合防护工事的表层土壤的爆炸开坑情况及最佳爆破深度,在土壤-混凝土复合介质与单土壤介质两种条件下,对JH-2圆柱形装药在不同埋药深度中的爆炸进行了数值模拟。研究了药柱爆炸后爆坑的形成和发展规律。在8种不同埋药深度及有、无混凝土层的情况下,对比分析了爆坑的形状及尺寸。通过理论计算,得到80 g JH-2药柱在土中抛掷爆破时爆坑的最大半径及相应的埋药深度。对比研究了相同药量、不同埋药深度时土壤与土壤-混凝土两种工况下的爆坑形状与尺寸大小。结果表明:混凝土层反射的冲击波可以对土壤层表面进行二次破坏,使得爆坑的崩落区明显变大。通过试验验证发现,在埋药深度为350 mm时,80 g JH-2圆柱形装药可以在土壤-混凝土复合介质靶中形成一个大且稳定的爆坑,爆坑的形状、尺寸与仿真和理论计算结果吻合。

两种典型形状装药的近场爆炸载荷研究

为了研究装药形状对近场爆炸载荷的影响,采用数值方法分析比较了球形和圆柱形(长径比为1)2种典型形状装药中心起爆情况下的近场爆炸载荷。结果表明:球形装药产生的爆炸载荷分布均匀,爆炸波以球面形式向各个方向传播;圆柱形装药产生的爆炸载荷存在着明显的方向性,爆炸波呈空间十字形分布,爆炸波沿装药轴向的传播速度和超压峰值大于径向;比例距离小于1.1 m/kg1/3时圆柱形装药轴向和径向爆炸载荷大于球形装药;离爆心比例距离小于2.5 m/kg1/3的区域可以视为爆炸近场,装药形状对该区域内的爆炸载荷有显著影响。

地面爆炸冲击波的相互作用

为了研究多点同步地面爆炸冲击波的相互作用,通过改变装药质量组合和布局,利用空中爆炸测量系统对2点和3点地面同步爆炸进行了试验研究,并利用冲击波与刚性壁面碰撞理论计算了2个冲击波相互作用的冲击波压力和冲量。结果表明:多个装药同步爆炸时,冲击波超压和冲量都显著增加,大大提高了装药爆炸威力。装药总质量相同时,炸药的组合数量越多,冲击波超压和冲量越高,不同布局的装药,冲击波超压和冲量的增加量也不同。冲击波与刚壁的碰撞模型可以用来近似计算2个同等强度冲击波的相互作用。