基于爆炸同步网格技术和冲击片雷管技术的两种多点同步起爆系统设计方法及性能

为研究多点同步起爆系统同步性时间以及系统设计方法问题,采用基于爆炸同步网络技术的微型导爆索工艺以及基板式炸药沟槽装药工艺,基于冲击片雷管技术,设计3种多点同步起爆系统,分别对其组件的作用过程进行拍摄,对系统的同步性时间进行测试和对比,对同步性时间的影响因素等性能进行分析研究。实验结果表明:基于冲击片雷管的多点同步起爆系统同步性时间最优,制作工艺更便于控制,系统体积更便于小型化设计,在武器弹药系统中更便于进行系统集成;影响冲击片雷管多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是雷管的参数、发火能量裕度、各支路的等效参数等;影响基于导爆索方法的多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是导爆索的爆速和爆速偏差;影响基于沟槽装药方法的多点同步起爆系统同步性时间的主要因素是装药工艺。

双装药同步爆炸钢筋混凝土梁毁伤效应

为研究双装药同步爆炸载荷对钢筋混凝土梁的毁伤效应,开展了钢筋混凝土梁双装药同步爆炸试验,得到了混凝土梁的破坏特征和位移响应。基于试验结果,利用有限元仿真软件建立了相应的钢筋混凝土梁双装药同步爆炸仿真模型,考虑了简支边界条件的影响。通过对比混凝土梁的局部破坏特征以及最大位移响应,验证了仿真模型的可靠性。基于此,进一步研究双装药同步爆炸时装药间距和炸高对混凝土梁破坏特征和位移响应的影响。此外,对比相同炸高下双装药和总质量相同的单个装药对混凝土梁的毁伤效应。研究结果表明:随着装药间距的增大,混凝土梁的破坏模式由局部破坏逐渐变为冲切破坏。由于双装药同步爆炸冲击波叠加增强效应的影响,混凝土梁位移响应和迎爆面破坏范围随着装药间距的增加呈现先增大、后减小的变化趋势。对于破坏模式,双装药作用下混凝土梁的局部破坏比等质量单装药作用时更加均匀,破坏范围更大,尤其是对迎爆面的破坏;对于位移响应,存在一个关于装药间距的区间范围,在该范围内双装药作用下混凝土梁的位移响应大于等质量单装药作用下混凝土梁的位移响应:炸高越小,该区间范围越大,装药质量越大,该区间范围越大。

点阵式面同步爆炸网络起爆效果数值模拟研究

针对面同步爆炸网络设计,提出三角形点阵面同步爆炸网络的参数化设计方法,通过建立不同级数的三角形点阵和工字形点阵面同步起爆模型,对采用B炸药柱的面同步爆炸网络起爆时的输出性能进行数值模拟。结果显示:随着面同步爆炸网络级数增加,最大峰值压力逐渐减小,但是平面度变好;当面起爆存在同步性偏差时,与同步起爆相比三角形点阵和工字形点阵的最大峰值压力的降幅在2%以内,随着爆炸网络级数的增加,平面度恶化趋势加剧。

柔性多点同步爆炸网络设计技术研究

计算了柔性爆炸网络各部分的输出同步性误差,分析了影响系统输出同步性的主要因素。试制了以银壳柔性导爆索为主要传爆元件能实现一入九出偏心起爆和一入十二出中心起爆的柔性爆炸网络样机。样机的扩爆药柱和导爆索的装药均为聚奥克托今CⅢ。对样机输出性能的测试分析表明,同步爆炸网络均能可靠作用。系统的输出同步性为200 ns左右,比同尺寸同类设计的同步性提高了100 ns以上。

线同步爆炸网络爆轰输出同步性偏差估算

线同步爆炸网络需要采用复杂往复的折线连接以实现从输入端到各个输出端之间的等距离;针对沟槽内布药的线同步爆炸网络的爆轰传播时间误差和输出同步性进行了讨论,提出了爆轰传播时间误差和爆轰输出同步性偏差的计算方法;运用误差理论分析,得到了影响爆轰传播时间误差的3个主要因素为网络刻槽长度误差、装药爆速误差和网络装药拐角爆轰时间延迟误差,指出了应重点关注网络刻槽长度误差的影响;针对工艺制造过程分析得到了理论计算任意两输出端同步性偏差的三条原则;对"一入五出"线同步爆炸网络性能进行了分析计算和实验验证,五点输出同步性偏差最大为0. 140μs,小于理论分析值0. 15μs。

多定向及同步爆炸驱动试验研究

为模拟多毁伤元同步飞散形成均匀分布威力场,设计了一种多定向及同步爆炸驱动试验装置。利用爆炸点火方法点燃气体发生器,并通过调整结构等多种方式使驱动压力均匀化。在优化装药及结构基础上进行了试验研究。试验结果表明:不同驱动器在同一时刻受到了相同的驱动压力作用;该驱动装置可以实现毁伤元多个方向的同步驱动,而且驱动速度可以调控。该试验研究为后续研究提供了可行的技术基础。

快速同步爆炸点火分离装置应用研究

为了满足战斗指标要求,研究并设计了一种使某弹药前级分离体达到快速增速并且与后级分离装置,采用可以快速同步点燃火药的“一入四出”式爆炸点火设计。该分离装置受战斗部引信控制起爆,点燃分离装置内的火药,快速剪断分离体与母弹的连接螺纹,推动分离体与母弹分离并使分离体产生加速。试验结果表明,该分离装置可以在2 ms内实现分离体与母弹的分离并加速。

同步爆炸成型地下仓及混凝土仓壁的爆扩过程

运用爆炸冲击动力学理论，从理论上系统地分析了土中同步爆炸成型地下仓及混凝土仓壁过程中空腔的运动特征．在基本假设基础上结合冲击波传播规律，提出了反映空腔爆扩速度、时间和最终爆腔尺寸的理论计算式．

飞片型爆炸闭合开关的设计与应用

飞片型爆炸闭合开关可用做高功率闭合开关，因其结构简单，电流导通能力强，闭合迅速而适用于爆磁压缩发生器的爆炸开关同步。阐述了飞片型爆炸闭合开关的基本原理，进行了一种飞片型爆炸闭合开关的结构设计，根据选取的参数并进行了开关时间参数的计算。计算结果显示开关中飞片的飞行时间可以控制在10μs之内，开关的闭合时间可精确到μs。介绍了如何利用飞片型爆炸闭合开关实现爆磁压缩发生器的爆炸同步。

钢纤维混凝土爆炸成型特性实验研究

采用封闭爆炸的方法研究了不同钢纤维含量的混凝土爆压成型的空腔大小与钢纤维分布的特征。结果表明,空腔大小与钢纤维的含量有关;钢纤维的方向发生变化,变化的幅度取决于与装药的距离及钢纤维的含量。钢纤维混凝土作为同步爆炸成型地下空间的衬砌材料是可行的。

多重耦合振子系统的同步动力学

耦合相振子的同步研究对理解复杂系统自组织协同的涌现具有重要的理论意义.相比于传统耦合振子的两体成对耦合,多重耦合近年来得到广泛的关注.当相振子间的多重耦合机制起主要作用时,系统会涌现一系列去同步突变,这一新颖的动力学特性对理解复杂系统群体动力学提供了重要的理论启示.本文研究了平均场的三重耦合Kuramoto系统的同步动力学,发现了去同步转变具有不可逆性,并利用平均场自洽方法和无序态线性稳定性分析揭示了不可逆去同步突变的动力学机制.进一步研究发现,随着振子自然频率分布半宽度的变化,系统会经历一系列去同步驻波态的转变.在相变临界点,系统在高维相空间会通过鞍结分岔导致同步态失稳而塌缩至稳定的低维不变环面.本文的研究揭示了多重耦合函数作用的振子系统的各种协同态及其相变机制,同时可为理解其他复杂系统(如超网络结构)协同态的动力学转变提供理论借鉴.

GPS时钟同步地震勘探仪器的设计与应用

随着经济的不断发展,保证人们的安全显得是否十分关键,一旦发生地震所带来的就是灾难性的后果,所以地震的勘探显得十分重要,所以就出现了GPS时钟同步地震勘探仪器,该设备是一种现代化高科技的地震勘探设备,该设备能够集采集数据、记录数据为一体,结合多种采集方式,同时与GPS时钟同步技术相结合,对地震的数据进行收集整理以及后期处理,该种技术的出现是对传统的地震勘探技术的挑战,本文就该技术展开探讨,就设计思想、工作方法以及工作原理展开讨论。

复杂网络上的爆炸式同步

耦合振子系统的同步是统计物理和复杂系统研究的重要领域之一.过去几十年的研究表明,该系统中绝大多数同步化相变都是连续相变(二级相变),即序参量通过相变点后连续增长.但是最近发现在某些耦合振子系统中,同步可以表现为爆炸式(一级相变).其特征为序参量通过相变点后出现突然的跃变,并且随耦合强度变化,向前和向后的相变过程不可逆,存在磁滞区.由于爆炸式同步化与连续相变同步化有着本质上的不同,所以这一发现开拓了新方向,具有十分重要的意义.本文综述了这一方向目前的重要成果,主要包括频率和度关联振子系统的爆炸式同步、频率权重Kuramoto模型中的爆炸式同步、拥护者和反对者耦合网络中的爆炸式同步、多层网络上的爆炸式同步,以及爆炸式同步的形成机制和实验验证等.这些工作不仅极大地加深了我们对于复杂系统同步化的认识,促进同步理论的发展,而且能够为将来在相关领域的应用打下基础.

平面网格上耦合振子布局对同步转变的影响

基于Kuramoto模型,本文研究了平面网格上耦合振子通往同步的路径。在平面网格中,引入"粗糙度"表征不同的布局。布局的差异体现了网格中相邻振子之间的频率失配程度。粗糙度越大,失配程度越高。采用模拟退火算法,分别取得具有最小和最大粗糙度的频率布局。研究表明:粗糙度存在临界值,低于临界值,系统中耦合振子在通往同步的路径中表现为连续相变;高于临界值,系统出现爆炸式相变。爆炸式同步所需的耦合强度明显低于连续相变。通过调节网络粗糙度,可以有效控制同步转变的类型,从而节约耦合成本。