高能-钝感复合装药结构冲击波感度数值模拟

为得到复合装药结构对冲击波感度的响应情况,采用显式有限元程序AUTODYN对高能炸药和钝感炸药的复合结构进行隔板试验的数值模拟。分析被发药柱内部的压力时程曲线,并据此判定是否发生爆轰,继而得到反映冲击波感度的隔板值。模拟结果显示复合结构尺寸与冲击波感度的非线性关系,拟合得到的公式可为工程中装药结构设计提供参考依据。这种结构用于战斗部装填设计,能够提高战斗部在冲击波载荷下的安全性。

TATB/CL-20复合装药结构的3D打印成型技术

为了提高装药的能量和安全性,设计了3种新型复合装药结构,分别为轴向多层结构、径向多层结构和轴向/径向复合结构。采用具有高能量密度的六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)和高安全性的三氨基三硝基苯(TATB),以缩水叠氮甘油聚醚(GAP)和多异氰酸酯(N?100)为黏结剂体系构成CL?20/GAP/N?100和TATB/GAP/N?100两种炸药体系配方,并通过3D打印技术将TATB和CL?20两种炸药体系构筑成3种不同的新型复合装药结构。研究了含能体系的黏结剂含量和3D打印工艺参数(打印速率以及打印针头口径)对装药微观结构的影响,确定了合适的打印成型工艺,当黏结剂含量为20%时,采用3 mm·s-1的打印速度和口径为0.25 mm的针头进行打印能得到结构稳定的装药。采用GJB772A-1997方法601.2测试了3种复合装药结构的撞击感度,结果表明,轴向/径向复合多层装药结构(CL?20质量占比90%)的特性落高达到72.00 cm,比同质量的CL?20装药提高了3.14倍。

炮孔复合装药结构的功能和设计要求

在同一炮孔中装入两种不同爆速的炸药,形成复合装药结构。基于爆轰波传播理论,给出了高爆速炸药引爆下低爆速炸药爆轰波传播的波迹方程,指出复合装药结构具有爆轰波向一个主要方向传播的功能。利用具有这个功能的复合装药结构,可以达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等爆破目的。文中同时阐述了复合装药结构的设计要求。

炮孔复合装药结构对混凝土作用的数值模拟

利用LS DYNA60 0应用软件 ,对炮孔复合装药爆炸后在混凝土中形成的应力波进行了计算。结果表明 ,位于该装药爆轰波传播主方向上混凝土中的应力波明显大于其反方向上的应力波 ,由此验证了该装药结构的性能。利用这种装药结构 ,能够达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等目的。

基于复合装药结构的偏心起爆定向控制研究

选取了8种偏心起爆方式,利用AUTODYN软件进行数值模拟,研究偏心起爆方式对复合装药战斗部定向威力的影响。计算获得了起爆点数、偏心夹角等因素对复合装药战斗部形成的定向破片特征参数的影响规律;找出了最优偏心起爆方案(偏心夹角为45°的偏心2点起爆),相比中心点起爆,该方案形成的定向破片平均动能增益达52.45%,平均速度增益达8.76%。

专利介绍（一）：炮孔复合装药结构

本发明公开了一种炮孔复合装药结构，炮孔或硐室装药采用高爆速炸药和低爆速炸药形成复合装药结构；高爆速炸药为起爆药柱，部分或整体嵌入低爆速炸药中；高爆速炸药量远小于低爆速炸药量，上述高爆速炸药可为若干个圆柱体，亦可为不规则形状；低爆速炸药可为圆柱体，亦可为不规则形状，本发明具有不改变“布孔、打眼、装药、堵塞、连线、起爆”的传统爆破工艺流程，只是在装药时按照新型装药结构进行装药等有益效果。

复合装药结构防水炸药的水孔爆破实践

八钢蒙库铁矿根据采场水文地质变化情况,引进了复合装药结构的防水药包,进行水孔爆破。应用结果表明:采用该炸药进行水孔爆破可有效提高延米爆量,减少炸药单耗,改善破碎效果。

复合装药结构爆轰驱动飞片作用数值模拟

采用显式有限元程序AUTODYN对高能炸药(PBX9404)和钝感炸药(LX17)的复合结构进行了飞片试验的数值模拟,以比较不同尺寸的做功能力。模拟结果显示了复合装药结构爆轰驱动飞片的耦合情况,得到了复合装药的有效装药量及爆速与能量输出的关系,引入的变量η与飞片中心处最大速度具有线性关系,拟合得到的公式可用于工程中复合装药结构的飞片速度估算。

冻土隧道复合不耦合装药结构试验研究

冻土隧道爆破开挖过程中,炸药爆炸产生大量高温高压的爆生气体,破坏周围冻土原有的热平衡,易引发特殊的工程灾害。本文提出一种新型装药结构——复合不耦合装药结构(水或盐水+空气不耦合装药结构),并在爆破洞室进行不同装药结构的降温对比试验研究和不同试验条件下的试件爆破损伤参量研究。结果表明,该装药结构能够有效吸收部分爆生气体的热量,降低爆生气体和工作面的最高温度,改变爆炸应力波和爆生气体的能量分配比例,达到降温和减振的效果。这种复合不耦合装药结构在风火山冻土隧道开挖中进行实地应用,取得良好的爆破效果。

冻土隧道复合不耦合装药结构液体介质的选择

为减小冻土隧道爆破开挖过程引发的特殊工程灾害,采用一种复合不耦合装药结构,即在普通不耦合装药药包周围包裹一层液体介质(水或盐水)。试验结果证明,复合不耦合装药结构可以降低工作面温度和减小对周围保留冻土爆破振动的损伤。

TATB基PBX及其与HNS复合装药的高速破片撞击安全性

为了获得高速破片撞击下钝感装药的安全性响应规律及传爆药非理想起爆对该过程的影响,采用高速破片撞击试验方法,对TATB基PBX装药(PBX-C04)和PBX-C04/HNS复合装药结构进行了试验研究。基于超压测试、鉴证板破坏情况和残药的理化分析,分析了撞击速度、传爆药非理想起爆及高温对PBX-C04钝感主装药高速破片撞击安全性的影响。结果表明,常温下PBX-C04主装药具有优异的高速撞击安全性,1970 m·s^(-1)的高速破片撞击下仅发生燃烧反应,引入六硝基茋(HNS)传爆药后,相同撞击速度下PBX-C04主装药反应烈度提高为爆燃反应。复合装药结构加热至200℃时,1640 m·s^(-1)撞击速度下,复合装药结构发生了爆轰反应,证明高温可急剧恶化复合装药结构的高速撞击安全性。

定向战斗部复合装药爆轰的超压区域及破片增益特性的机理分析

针对定向战斗部破片分布密度增益不理想的情况提出其复合装药结构新途径.理论分析了定向起爆下相向爆轰波碰撞的局部超压区特性,建立了复合装药结构定向战斗部的仿真模型,用Ls-Dyna-3D程序模拟,并分析了不同偏心起爆模式下破片速度和密度的增益.结果表明,定向战斗部中相向爆轰波产生的超压区域是产生破片速度增益的直接原因,采用复合装药结构,可明显增加定向区内破片的分布密度,采用三相线起爆模式可得到最佳的破片速度和分布密度增益.

复合装药安全性优选BP神经网络模型

为在设计复合装药结构时得到复合装药的能量输出和安全性双优结构,利用BP人工神经网络理论,建立结构优选模型。利用不同的感度和能量输出试验数据,进行模型的训练,训练后对样本进行预测和优选。结果表明,该方法能够克服评估复合装药结构性能优劣的各因素之间的复杂关系,实现精确的非线性预测,得到安全性和能量输出双优的设计结构。

炮孔复合装药对爆破地震波影响的试验研究

利用炮孔复合装药进行了爆破试验。通过测定质点峰值振速,探索不同方向上地震波强度的差别。同时,与常规装药的爆破震动峰值振速进行了对比。试验结果表明,炮孔复合装药的爆轰波主传播方向上地震波强度最大,其反方向上地震波强度最小;与常规装药结构相比,炮孔复合装药爆轰波主传播方向的反方向上的爆破地震波强度降低30%以上。

复合壳体聚能装药的构想及其试验验证

为探讨提高带壳聚能装药安全性的途径,应用应力波的反射透射作用及"软"介质衰减应力波的原理提出复合壳体聚能装药的构想,制作了较简单的实验装药以验证其科学性和可行性,并定性分析试验结果,得出了有价值的结论,为今后深入研究提供了实验依据。

复合不耦合定向断裂爆破技术控制围岩变形应用研究

针对目前地下工程围岩变形及控制问题的复杂性和迫切性,在理论和试验的基础上提出了复合不耦合定向断裂爆破装药结构,并简单分析了这种装药结构的爆破作用机理,最后把这种装药结构应用于巷道实际施工。现场围岩变形和锚杆内力量测结果表明:这种装药结构可以有效控制围岩变形,减小对围岩的扰动损伤。