基于爆压耦合约束原理的双锥复合药型罩成型及侵彻特性

为有效应对大容积中、轻型装甲目标,提升破甲战斗部综合毁伤能力,本文设计了一种基于爆压耦合约束原理的双锥药型罩,通过小锥角上锥与大锥角下锥的配合,兼顾侵彻深度与扩孔直径。设计了双锥药型罩的射流模拟方案,通过靶场实验结果与数值模拟结果对比,得出了穿深和孔径数值仿真结果误差分别为4.8%、8.1%,验证了数值模拟方案的可靠性。通过正交试验,探究了药型罩罩高比、装药高度与装药直径比和壁厚对射流成型参数的影响规律,并进行了侵彻分析,结果表明:基于爆压耦合约束原理的双锥药型罩可以保持射流的侵彻深度,提升射流的扩孔能力;探究了罩高比、装药高径比、壁厚3个因素对射流头部速度与断裂时间的影响趋势。其中药型罩壁厚、罩高比不会对射流头部速度与断裂时间产生明显影响关系,装药高径比增加使得射流断裂时间提前,射流头部速度增加。最后,通过大量数值模拟确定了装药高径比对射流头部速度、断裂时间的影响曲线,并根据曲线结果,优化了双锥药型罩的结构和炸高,使得药型罩侵彻深度增加23%,穿孔孔径增加了35%。

基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。

铝含量对RDX基含铝炸药爆压和爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同铝含量的RDX基含铝炸药的爆压和爆速。拟合出爆压、爆速与铝含量的关系式，分析了铝含量对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响因素。结果表明，随着铝含量的增加，RDX基含铝炸药的爆压和爆速呈线性减小。计算了铝粉的质量分数在0～40％时所对应的PC-J=A（x）ρ0D^2中的A（x）值，拟合出A（x）值与铝含量的关系式，得到RDX基含铝炸药爆压与爆速之间的关系式。

含能材料的密度、爆速、爆压和静电感度的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平下,全优化计算了系列硝胺类和硝基芳烃类爆炸物的几何构型,用Monte-Carlo方法和自编程序,基于0.001e·bohr-3等电子密度面所包围的体积空间求得分子平均摩尔体积(V)和理论密度(ρ).用Kamlet-Jacobs方程基于理论密度(ρ)和PM3计算生成焓(△Hf)估算标题物的爆速(D)和爆压(p),发现多环硝胺类化合物的爆轰性能优于芳烃硝基类化合物,故此,在寻求高能量密度材料(HEDM)时,我们应特别关注多环硝胺化合物.与ρ和D文献值比较,表明本理论计算方法和结果是适用可靠的.将爆速(D)和爆压(p)计算值与静电感度实验值(EES)进行比较和关联,发现:若对化合物进行细致分类讨论,则它们之间存在较好的线性关系.据此建议,在含能材料分子设计中,可通过理论计算爆轰性质(D或p)去预估难以定量求得或尚未合成的含能材料的静电火花感度值(EES).此外,我们还讨论了取代基对ρ,D和p的影响,也有助于分子设计.

水力压裂潜在危险及钻爆压抽一体化技术

采用FLAC3D软件分析了水力压裂后的孔隙压力和地应力的分布情况,指出水力压裂导致卸压的同时也产生高孔隙压力和地应力集中。压裂方向的不可控导致孔隙压力和地应力分布混乱,成为新的安全隐患。通过控制爆破技术先产生导向裂隙或弱面,控制压裂方向,形成钻爆压抽一体化技术,均匀压裂煤岩体,达到整体卸压目的。结合某矿突出实例,得知控制爆破和水力压裂的时空协同关系和钻孔的布置情况直接影响技术使用效果。

铝粉含量对梯铝炸药爆压和冲击波参数的影响

测试了以TNT为基不同含量含铝炸药的爆压和空中爆炸冲击波参数,通过分析铝粉对炸药爆压、空中爆炸参数和爆炸冲击波超压的影响,建立了爆压与铝氧比的关系曲线、5种TNT基含铝炸药的冲击波相似律方程和TNT/Al炸药的爆压与空中爆炸冲击波超压的关系式。结果表明,随着铝粉含量的增加,炸药的爆压呈指数衰减,近距离的冲击波超压也快速减小,但爆炸场温度和爆炸火球的直径及持续时间会增大。

含铝炸药爆压及能量释放过程的研究

利用有机玻璃法计算了不同配方的含铝炸药的爆压,并根据有机玻璃中冲击波的传播轨迹分析比较了不同含铝炸药的能量释放过程。结果表明,RDX/AP比例一定时,铝含量增加,含铝炸药的爆压减小,后期释放的能量增加。铝含量一定时,随RDX/AP比值的增大,含铝炸药的爆压增加,后期释放的能量基本一致。

爆压法对马钱子总生物碱的影响及急性毒性试验研究

目的 :观察爆压法对马钱子的总生物碱含量和急性毒性的影响。方法 :采用溶剂提取法提取总生物碱并测定其含量 ,用薄层层析对总生物碱中士的宁和马钱子碱进行定性分析 ,并通过小白鼠灌胃给药测定爆压品和生品的LD50 。结果 :马钱子经爆压法和砂烫法炮制后 ,总生物碱的含量下降甚微 ,与生品比较仍达 92 %～ 95 .6 % ,而爆压法与生品急性毒性比较下降了 38.3% (P <0 .0 1)。结论 :爆压法既能显著降低马钱子毒性 ,又能保证其效价不会明显下降。

正交实验探讨爆压法炮制马钱子的最佳条件

目的 :优化选择爆压法炮制马钱子的最佳条件。方法 :用正交设计对爆压法炮制马钱子的工艺进行研究。结果 :加热 5min,气压达 15 2 k Pa,马钱子中士的宁的含量均可达砂烫炮制的效果 ,符合《中国药典》炮制马钱子的标准。结论 :筛选的爆压法炮制工艺 ,能确保马钱子炮制品的临床用药安全和疗效。

装药密度及尺寸对RDX基含铝炸药爆压爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同装药密度和尺寸下的RDX基含铝炸药的爆压和爆速,拟合出了爆压、爆速与装药密度的关系式,研究了装药密度和尺寸对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响。结果表明,随着密度的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速均增加;当装药直径和装药长度分别达到20 mm和40 mm时,RDX基含铝炸药已经达到稳定爆轰,装药直径和装药长度再增加,爆压和爆速基本不变。

约束条件及装药直径对HMX/F2641传爆药爆压影响的实验研究

采用锰铜压力传感器法测量了约束条件和装药直径对传爆药HMX/F2641爆压的影响,传爆药密度为90%的理论密度。装药直径小于5mm时,小型化传爆序列爆压随装药直径和约束条件阻抗的减小而降低,装药直径3～5mm范围内,约束条件及装药直径对传爆药爆压的影响较小;在装药直径1.5～3mm范围内,小型化传爆序列约束条件和装药直径对传爆药爆压的影响较大。在装药密度一定时,通过装药尺寸及约束条件的匹配,可以控制并调整传爆药的爆压输出来满足不同主装药起爆的需求。

爆压法炮制马钱子的可行性分析

目的 :比较爆压法炮制与不同炮制方法炮制的马钱子主要成分之间的关系。方法 :采用溶剂提取法提取总生物碱 ,用理化方法 ,TL C,UV,IR对提取物进行鉴定。结果 :马钱子经爆压法、砂烫法和烘烤法炮制后 ,总生物碱的含量下降甚微 ,与生品比较仍达 92 %～ 95 %以上 ;三种炮制品中主要成分士的宁和马钱子碱定性鉴别结果差异不大。结论 :爆压法与砂烫法和烘烤法对马钱子生物碱主要成分的含量分布影响差异不大 ,爆压法可替代砂烫法和烘烤法。

PBXN-5装药直径及约束条件对爆压的影响

采用锰铜压力传感器法,对不同直径和约束条件下PBXN-5装药的爆压进行了测试研究。给出了特定装药条件下PBXN-5的爆压值,定性分析了装药直径及约束条件对爆压的影响。

预测接近Kamlet-Jacobs方程结果的CHNO炸药的爆速和爆压的经验氮当量方程（英文）

我们提出了两个比常用氮当量方程更接近Kamlet-Jacobs方程结果的预测CHNO炸药爆速(D)和爆压(p)的经验氮当量方程。

PMMA约束下小尺寸装药爆压衰减规律

采用锰铜压力传感器法测试了PMMA约束条件下小尺寸装药输出冲击波经不同隔板后的压力,得出了JO-9C传爆药爆压在不同装药直径的衰减规律和相应关系式.研究结果表明,小尺度装药爆轰输出冲击波经隔板衰减呈指数型规律,衰减系数随着直径的增大而减小.由此可知,小尺寸装药经不同厚度隔板衰减后,压力随之发生相应变化,因此可以通过调整隔板厚度控制装药的爆轰性能.

高能量密度材料分子设计——基于量子化学计算爆速和爆压

基于量子化学方法全优化分子几何构型，求得分子平均摩尔体积(V^-)和化合物的理论密度(ρ)以及生成热(△Hf)，进而可按Kamlet方程估算炸药的爆速(D)和爆压(p)。以氮杂环和有机笼状化合物为例，证实了该理论方法的可靠性。发现随环增大和羰基的引入，氮杂环类的ρ、D和p值增加。对于系列多硝基金刚烷，含相等硝基数(n)的同分异构体的ρ、D和P值相差不大；随硝基数n的增加，其ρ、D和p明显增大；当n≥7时，可能成为高能量密度化合物。

3,5-二氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐的比热容、热力学性质及爆速爆压的估算

目的研究三唑类含能离子化合物3,5-二氨基-1,2,4-三唑苦味酸盐(C8N8H8O7,简称DAT.PA)的比热容,热力学性质及爆速、爆压。方法比热容测定采用Micro-DSCⅢ微热量仪中的连续比热容测定模式;运用Gaussian 03W程序的DFT-RB3LYP/6-31g*方法对DAT·PA在283～353K的温度范围内进行了比热容理论计算;根据热力学基本方程计算以298.15 K为基础DAT.PA的热力学函数;采用氮平衡方程研究化合物的爆速和爆压。结果得到DAT.PA比热容方程为Cp(J/g·K)=-0.233 7+6.005 6×10-3T-5.396 9×10-6T2(283K<T<353K),298.15K下,标准摩尔比热容为353.285J/mol·K。计算得到化合物的爆速爆压值分别为982.48 m/s和36.07GPa。结论化合物基本物化参数及性能参数的测量及估算,为其在含能材料领域的应用提供必要的基础数据。

炸药的输出钢凹值与爆压的关系研究

目的 对钢凹值与炸药爆压关系式的适用范围进行修正 .方法 采用钢凹法测定不同炸药试样和不同鉴定块材料时的钢凹值 ,并通过计算炸药的理论爆压 ,对关系式中的参数进行适当修正 ,从而进一步扩展其适用范围 .结果 通过得到冲击阻抗 A值与炸药密度的关系 ,重新计算的炸药试样的爆压与理论爆压误差在 5 %以内 .结论 给出炸药的钢凹值与爆压的关系式中参数修正关系及其适用范围 .通过钢凹法试验测定炸药的钢凹值 。

利用传感器测量爆压的研究

利用锰铜传感器测量钝感炸药的爆压，获得了满意的结果。传感器的现场安装和存贮示波器的操作对测量有影响，但不影响测试结果的准确性。

爆压对炸药近场水中爆炸冲击波能的影响

为了研究爆轰压力对炸药近场水中爆炸冲击波能的影响,根据爆轰理论计算得到了不同爆压的太安炸药的JWL状态方程参数,在此基础上针对不同爆压太安炸药开展了水中爆炸数值模拟,得到了不同爆压的近场冲击波能。结果表明:爆压的变化对近场冲击波能具有显著影响,爆压太高或太低都不利于在近场形成较高的冲击波能;存在"合适的爆压",使得炸药水中爆炸近场的冲击波能较高。对于太安炸药而言,该"合适的爆压"不是一个爆压值,而是一个爆压范围,即9~13 GPa。研究结果对于反鱼雷鱼雷用炸药的配方设计具有一定参考价值。