约束空间内壳装炸药殉爆及防护

为研究壳装炸药在包装箱内的殉爆响应和防护方法,开展了壳装聚黑铝炸药在包装箱内的殉爆试验,通过被发装药残留炸药和壳体破碎情况,判断被发装药的反应情况。建立了壳装炸药箱内殉爆计算模型,采用非线性有限元计算方法,对壳装聚黑铝炸药殉爆试验进行了数值模拟。并对包装箱进行防殉爆设计及试验验证。数值模拟结果表明,在包装箱内装药发生殉爆的主要原因为高速破片的撞击。试验结果显示,在无防护条件下,主发装药箱内2发、下层箱内1发被发装药发生爆轰反应,下层箱内1发被发装药未发生反应;在相邻装药间设置20 mm木隔板,在箱底设置2 mm铝板后,仅有与主发装药相邻的被发装药发生爆燃至爆炸等级的反应,其余3发被发装药未发生反应。说明在箱内设置隔板可有效降低殉爆反应等级。

壳装炸药殉爆实验和数值模拟

进行了壳装固黑铝炸药殉爆实验,通过观察残留炸药、壳体和见证板变形,判断被发炸药的爆炸情况,得到了炸药临界殉爆距离。建立了壳装炸药殉爆实验计算模型,采用非线性有限元计算方法,对壳装固黑铝炸药殉爆实验进行了数值模拟。计算中采用预设壳体单元破片方法描述主发炸药壳体破片的形成和破片对被发炸药的撞击起爆,炸药临界殉爆距离的计算结果与实验结果基本一致。主要是主发炸药中部的壳体破片撞击到被发炸药,被发炸药起爆位置也在装药中部。炸药壳体厚度主要影响破片速度和质量、被发炸药的防护性能,从而影响炸药临界殉爆距离。

动能侵彻体冲击带壳炸药装药的爆燃失效

针对动能侵彻体冲击下带壳炸药装药的失效问题,分析了炸药装药不同反应情况驱动壳体速度,提出用等效格尼速度或等效格尼能表征炸药装药失效等级,相应给出了求解等效格尼速度和等效格尼能的方法。基于等效格尼速度对带壳炸药装药失效等级进行了划分并得到判据,提出爆燃失效是一种有效的失效理念。结合实验、数值模拟和解析计算研究了动能侵彻体冲击下带壳B炸药的爆燃失效问题,分析了爆燃失效与正常爆轰失效的关系,结果显示当等效格尼速度约为正常爆轰反应条件下的1%时,可视为邻近炸药装药爆燃失效的下限值。