电爆冲击波增渗解堵技术试验研究

常规油水井解堵技术存在工艺复杂、成本高和环境污染严重等问题,电爆冲击波增渗解堵技术因具有解堵增渗效果好、能量可控和环保等优势而成为研究热点。在分析电爆冲击波增渗解堵机理的基础上,研制了电爆冲击波试验装置,进行了电容、充电电压及金属丝直径对电爆冲击波压力峰值的影响试验,并进行了模拟地层压力环境下的电爆冲击波造缝及解堵效果评价试验。结果表明,冲击波压力峰值随着充电电压增大呈线性增大,金属丝直径对冲击波压力峰值影响不大,存在一个使冲击波压力峰值最大的最优电容,验证了电爆冲击波可以扩展储层岩石的裂缝并产生新的微裂缝,而且能达到增渗解堵的效果。研究结果为推动电爆冲击波增渗解堵技术研究及现场试验奠定了基础。

圆支圆板在动爆冲击波作用下的动力响应

为研究装药运行速度对爆炸冲击波毁伤威力的影响,利用Autodyn软件对动爆冲击波作用下装甲钢圆形靶板的变形进行了数值仿真,建立了动爆冲击波作用下圆形靶板中心挠度的理论计算模型,并将仿真结果与理论计算结果进行对比.研究结果表明:装药运行速度极大地提高了沿装药速度方向爆炸冲击波的超压峰值,加快了沿装药速度方向爆炸冲击波的传播速度;建立的理论计算模型能准确计算周围固定圆形靶板在动爆冲击波作用下的中心挠度值,具有普遍适应性.

储罐外爆冲击波数值模拟及超压公式研究

为研究储罐外爆冲击波的传播规律和对储罐安全性的影响,应用软件LS-DYNA建立炸药-储罐的数值模型,并进行空爆数值计算。研究分析储罐外爆冲击波超压的衰减关系和罐体的动力响应,与经验公式的对比验证了模型的可信性,并结合经验公式平均值对数值模拟结果做了进一步修正。结果表明:冲击波运动到迎爆面中心后,外罐主应力在10 ms时迅速达到最大值,随后主应力值迅速减小,并不断振荡;迎爆面中心首先产生较大的拉应力,混凝土外罐的破坏属于脆性破坏;比例距离大于1时,现有超压计算公式拟合超压的衰减规律误差较小,比例距离小于1时,超压计算公式误差较大,修正后的超压计算公式可为储罐抗爆设计提供参考。

新型爆冲式安全火箭弹的研制

传统的爆冲式火箭弹用于溜矿井疏通卡堵时．炸药包在井底和边壁时常发生误爆事故为了预防这类事故．研制成功了新型爆冲式安全火箭弹。本文介绍了安全火箭弹的结构原理、设计计算和动力分析以及应用情况.

基于BP神经网络的电爆冲击波模型

电爆冲击波产生机理及影响因素较复杂，很难对其产生过程建立精确的数理模型。本文在实验研究的基础上，将ＢＰ神经网络用于该问题，提出电爆冲击波人工神经网络模型，可作为电爆冲击波理论和实际系统研究的参考模型。

基于整体优化算法电爆冲击波人工神经网络模型

电爆冲击波产生机理及影响因素较复杂 ,很难对其产生过程建立精确的数学模型 .在实验研究的基础上 ,将基于整体优化算法的前馈神经网络用于该问题 ,建立了电爆冲击波人工神经网络模型 .

基于Nios Ⅱ的动爆冲击波记录仪设计

为了提高动爆冲击波记录仪的可靠性,减小电路体积,缩短开发周期,该文提出了一种基于Nios Ⅱ的动爆冲击波记录仪设计方案。该方案以SOPC技术为基础,将整个控制系统构建在单片FPGA上。介绍了总体设计方案、接口电路设计、以Nios Ⅱ为核心的SOPC软硬件设计。为提高可靠性,采用硬制材料35CrMnSiA作为核心电路保护壳,且壳内采用环氧树脂灌封。通过激波管校准实验和有限元分析软件ANSYS仿真结果证明,该系统性能稳定、可靠性高,能成功记录冲击波信号。

模拟破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合作用的等效试验方法

破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合毁伤作用下目标结构的毁伤特性、防护效能等是当前防护领域的热点和难点,但目前的试验研究手段和方法存在不足,为此,提出采用等效缩比战斗部(其原理为炸药爆炸驱动预制破片分散)来模拟破片杀伤战斗部,可作为进行空爆冲击波与高速破片群对防护结构的联合毁伤作用的实验方法。在确定防御目标战斗部、防御目标弹丸和几何缩尺比的基础上,根据爆炸力学相关经验公式,提出了求解等效缩比战斗部的装药和预制破片的相关参数的等效计算方法。该等效试验方法考虑了多破片侵彻的增强效应以及与爆炸冲击波的联合毁伤增强效应,且等效计算方法参数较少、简单实用。

破片尺寸对空爆冲击波及破片传播过程的影响仿真分析

[目的]为探讨高速破片与空爆冲击波相互作用下冲击波与高速破片的传播规律以及速度和能量衰减机制,[方法]采用ANSYS/LS-DYNA软件建立端部贴有预制破片的柱状TNT空爆仿真模型。在破片总质量相同的情况下,改变单个预制破片尺寸,研究破片群单个破片尺寸对冲击波及破片自身传播过程的影响。[结果]结果表明,预制破片群会阻碍破片正后方冲击波的传播,较大程度地降低冲击波的强度和传播速度;在破片群总质量相同的情况下,单个破片尺寸对冲击波传播的影响差异不大;破片群的单个破片尺寸越小,破片群获得的初始总动能越高,但破片速度衰减越快。[结论]因此,在空爆冲击波和高速破片联合作用的研究中,应主要考虑爆炸产生的破片尺寸差异对高速破片载荷的影响。这一结论可为战斗部空爆载荷特性及载荷联合作用研究提供参考。

基于密闭空间内爆的核爆冲击波载荷模拟试验和数值计算方法

为探索核爆载荷的模拟试验与数值计算方法,通过在密闭爆坑内均匀布置导爆索,利用小药量导爆索爆炸形成均匀的内爆炸压力载荷(平面波)模拟远距爆炸的核爆冲击波载荷,测量了爆坑底面对称布置的4个测点的压力载荷,分析了其载荷特征,并在考虑装药后燃烧效应影响的基础上,采用有限元方法对试验进行了数值计算分析。研究结果表明:试验与数值计算结果吻合良好,冲击波峰值超压偏差在10%以内,准静态压力峰值最大偏差5.7%;密闭爆坑内小当量U型导爆索爆炸下各测点压力载荷呈现较好的一致性,且能有效形成平面长脉宽冲击载荷,与核爆载荷特性相近。

空爆冲击波对不同形状破片的绕流作用仿真分析

为探讨空爆冲击波对高速破片的绕流效应及影响因素,采用Ansys/Ls-dyna软件建立了端部贴有预制破片的柱状TNT空爆仿真模型,结合模型分析了冲击波对不同形状的高速破片绕流作用特点,对比讨论了破片形状因素对绕流冲击波的波形、强度等载荷特性的影响规律。结果表明:破片形状会影响绕流冲击波前端的波形和作用在结构上的载荷形式,对绕流冲击波的比冲量影响不大。当质量和厚度相同时,冲击波对三角形破片的扰流能力强于圆形和正方形破片;对于方形破片,破片越瘦长,冲击波对其绕流能力越强;当破片尺寸较小时,破片形状对绕流冲击波影响不明显。

空爆冲击波对高速破片绕流效应的仿真

为探讨空爆冲击波对高速破片的绕流效应及影响因素,采用Ansys/LS-DYNA软件建立了端部贴有预制破片的柱状TNT空爆仿真模型,结合实例分析冲击波对高速破片绕流作用特点,对比讨论破片间隙,破片尺寸和破片质量等因素对冲击波绕流的影响规律。结果表明:爆炸初期冲击波速度高于破片速度,在对破片加速的过程中,冲击波对高速破片存在绕流作用;破片间隙越大,单个破片尺寸越小,单个破片质量越大冲击波越容易对破片发生绕流;而在一定范围内破片之间间隙越小,破片尺寸越大,绕流过破片形成的冲击波强度越弱。所以爆炸初期在破片之前传播的冲击波为扰流过破片碰撞形成的冲击波,可为战斗部爆炸载荷传播特性和毁伤特性研究提供参考。

战斗部动爆冲击波存储测试方法研究

针对动爆冲击波压力场分布不均、伴随有高速破片、爆点位置不确定等问题,提出了动爆冲击波测试方法。进行战斗部毁伤模拟船舱火箭橇动爆测试试验,研究了传感器测点的布设、综合触发方式等动爆现场测试的关键技术。结果表明动爆冲击波在舱室内传播是不均匀的,高动能和反射超压破坏了冲击波超压场的分布,速度分量的方向冲击波超压值大大增加。

外界条件对中空结构物内爆冲击波的影响

在深水中工作的中空结构物承受巨大的静水压,突然被压溃时会发生内爆,产生冲击波,对周围结构造成损伤。针对内爆冲击波受静水压力、真空体积影响机理不清的问题,开展了光电倍增管水下内爆试验,验证了ABAQUS中CEL耦合计算方法满足光电倍增管内爆模拟精度的要求,并通过数值模拟分析了外界静水压、中空结构物的真空体积对内爆冲击波的影响规律。结果表明:随着静水压、真空体积的增加,冲击波压力峰值呈线性增加,且距离内爆中心越远,冲击波峰值增加越缓慢;冲击波脉宽随静水压力的增加基本保持不变,随真空半径的增加缓慢降低。

舰用动爆冲击波记录系统的设计与应用

利用抗恶劣环境的存储测试技术,以单片机和CPLD为主控芯片,设计了一种舰用动爆冲击波记录系统。系统具备内、外触发功能,采用光纤传输触发信号,提高触发电路的抗干扰能力,确保系统具有同一时间基准和可靠触发。通过激波管校准实验和舰船实验,系统成功记录了冲击波信号,证明了该系统具有良好的实用性和可靠性。

大断面隧道钻爆冲击波的衰减规律

隧道开挖爆破产生的空气冲击波的破坏效应,将会对人员、机具设备与周围环境造成危害。隧道钻孔爆破冲击波的影响因素比裸露药包爆炸更多、更复杂,研究其衰减规律对采取合适的防护措施意义重大。本文中开展了时速350 km双线铁路大断面隧道钻孔爆破空气冲击波的现场测试,分析了不同工况下冲击波传播规律及影响因素。结果表明:钻爆冲击波超压时程曲线存在多个不同幅值的超压波峰,波峰之间具有明显微差延时的短间隔性,传播至远场未形成稳定的单一平面波,与单一药包爆炸冲击波的传播规律存在差异;钻爆冲击波超压信号由多段与微差延时相对应的子信号叠加而成,子信号数量与毫秒延期雷管段数相同,呈现出典型的时域特征;相同爆破条件下,大断面隧道钻爆时的乳化炸药冲击波转化因数小于小断面巷道工况下的;相较于总药量及最大段药量,按掏槽药量计算的超压峰值与实测超压峰值之间的相关性最强,钻爆冲击波最大超压峰值宜按掏槽段炸药TNT当量确定;隧道内大型机械设备等障碍物改变了钻爆冲击波流场的传播规律,呈现较明显的叠加放大效应。

PMT水下内爆冲击波强度与传播特性研究

为研究光电倍增管(PMT)水下内爆后产生的冲击波强度及其传播特性,首先以气泡动力学、气泡破裂动力学理论为基础分析了球形气泡溃灭时长与气泡破裂回弹阶段冲击波传播特性,指出了真空容器水下内爆与气泡溃灭物理过程的相似性和特殊性。建立了水下气泡溃灭数值仿真计算模型,通过与文献实验结果和理论结果的对比验证了数值计算方法的可行性。最后以实际工作环境为基础对PMT水下内爆过程进行了数值模拟,分析了PMT外形尺寸对冲击波传播特性的影响,确定了PMT水下内爆的冲击波强度,为PMT防爆工作提供了针对性的参考。

石灰岩中核爆冲击震动效应的化爆模拟

根据爆炸能量相似律,提出了采用化爆模拟核爆在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的方法。通过对核爆和化爆分别在石灰岩中爆炸的冲击震动效应的分析,建立了化爆与核爆之间自由场峰值应力和峰值速度的模拟关系式,并利用最小二乘法,拟合出了最终的模拟表达式。经过对关系式的计算表明:拟合出的关系式较可靠,在已知化爆的基础上可近似计算核爆的峰值应力及峰值速度。

舱室内爆冲击波载荷特性及影响因素分析

战斗部爆炸产生的冲击波载荷是舰船舱室结构的主要载荷之一,舰船舱室内爆炸载荷准确与否是正确计算板架响应的关键。舰船舱室内爆冲击波在舱室内部多次反射,舰船舱室内部形成持续时间较长的准静态压力过程,在此过程中舱室板架承受多次冲击波反射载荷。本文采用实验验证数值程序计算舱室内爆炸冲击波的可靠性,在此基础上采用数值方法研究舱室内爆冲击波壁面反射特性及爆点位置对舱室内爆载荷的影响。计算结果表明舱室内爆各壁面反射冲击波明显,爆点位置仅对爆点附近区域冲击波特性有影响,对远离爆点区域的冲击波特性无明显影响。

近爆冲击波和破片联合作用下钢筋混凝土剪力墙的动态响应及参数分析

为研究钢筋混凝土剪力墙在近爆冲击波和破片联合作用下的动力响应,应用非线性有限元软件LS-DYNA开展近爆冲击波和破片对钢筋混凝土剪力墙联合作用的数值模拟分析.同时,通过参数化分析的方法,探究了冲击波和破片联合作用下剪力墙高厚比、分布筋间距和炸药比例距离等因素对其动力响应的影响.研究表明:近爆作用下冲击波和破片的联合作用强于单一作用,且联合作用要大于两者单一作用效果的线性叠加;减小钢筋混凝土剪力墙的高厚比,可以有效降低其水平位移响应,且随着高厚比的减小,水平位移响应减小速率加快;减小钢筋混凝土剪力墙分布筋的间距,可以有效降低其水平位移响应,且随着分布筋间距的减小,水平位移响应减缓程度有所降低;增大炸药比例距离,可以有效降低其水平位移响应,且随着炸药比例距离的增大,水平位移响应减缓程度有所增加.