炸高对线性聚能装药射流毁伤混凝土墙体效果的影响

采用一种新型线性聚能装药结构,研究了不同炸高时线性聚能装药射流对混凝土墙体的毁伤效应。数值模拟发现,药型罩锥角为80°与50°时,能较好地避免拉断现象。得到了线性聚能装药结构的射流头部速度、侵彻深度随炸高的变化规律。炸高为60 mm时,最佳侵彻深度达130.6 mm。对炸高为60 mm与100 mm时的线性聚能装药进行试验研究。结果表明,炸高100 mm时,侵彻深度达到125.0 mm,与仿真结果吻合较好。验证了该线性聚能装药结构对混凝土墙体的毁伤效果较好。可为线性聚能装药结构的设计与试验研究提供参考。

线性聚能战斗部对穿甲弹毁伤效应数值模拟

针对在分析线性聚能战斗部对穿甲弹毁伤效果时,由于多因素存在共线性而无法有效建立数学模型的问题,采用ANSYS/LS-DYNA软件,以径向侵彻深度和穿甲弹质量损失为目标函数进行数值仿真。利用偏最小二乘拟合方法,构建出装药宽度、装药高度、曲率半径和药型罩壁厚对径向侵彻深度和穿甲弹质量损失的半经验数学模型。结果表明:药型罩曲率半径的降低可提升对穿甲弹的毁伤效果;药型罩壁厚的增加有利于提高穿甲弹的质量损失,但对穿甲弹的径向侵彻深度有不利影响;所建立的半经验数学模型与16组数值仿真及对照组的结果吻合较好。可为优化和估算线性聚能战斗部对穿甲弹的拦截效果提供一定的参考。

线性聚能切割爆破拆除钢结构锅炉

酒钢集团宏晟电热公司一次爆破拆除2#~6#钢结构锅炉和钢筋混凝土锅炉厂房。分析钢结构框架和钢筋混凝土框架定向倾倒原理的异同点,以4#钢结构锅炉为例,介绍钢结构锅炉定向倾倒爆破拆除特点。首次从破坏原有支撑,重构钢结构支撑平衡体系角度出发,分析预处理后框架结构的稳定性,从而达到减少爆破切割工程量、减轻爆破有害效应、节省工程成本的目的;通过力学和运动解析,解决钢结构框架定向倾倒过程中,切割残体如何从缺口处可靠分离,防止出现钢结构框架爆而不倒的难题,为类似钢结构框架爆破拆除提供参考依据。

起爆方式对线性聚能装药射流形成的影响

以工程中常用的柔性切割器为研究对象,在不考虑端部效应的前提下,对3种起爆方式下线性聚能装药射流的形成过程进行了理论分析和数值模拟。结果表明,不同起爆方式下射流头部速度以端部面起爆最大,线起爆次之,端部点起爆在端面附近处形成的最低,但在距端面一定距离处,射流头部速度又能增大到与端部面起爆的速度相近。在射流内部,端部面起爆形成的射流在内部各点处的速度都是3种起爆方式中最大的,而端部点起爆时,则是随着距起爆点距离的增加由处处小于线起爆的射流速度分布转变到与端部面起爆相同的射流速度分布。在此基础上进一步提出3种起爆方式下线性聚能装药切割目标的数值模拟方法。

线性聚能切割器系统参数实验研究

时下我军面临的是地下及地面等军事工事大型钢质构件受爆炸变形损坏后,很难快速拆除。立足现阶段地下工事大型钢质构件切割拆除的实际情况,采用实地试验方法,通过实验数据和理论分析对比的方式,对利用线性聚能切割器切割拆除地下大型钢质构件进行了充分的论证。

线性聚能装药爆破在水下工程的应用

通过分析线性聚能装药在水环境中应用特性,说明线性聚能装药比普通药包更适合水下裸露爆破,提出一套利用线性聚能药包进行水下裸露爆破的设计方法,并在海底管槽开挖施工中得到成功应用。

线性聚能切割器切割钢板的实验研究

概述了聚能装药的切割原理和实验目的,介绍了实验所用的几种线性切割器的主要性能。根据聚能切割器切割钢板的实验,为上海钢铁厂钢结构厂房的切割爆破拆除选定了切割器类型。通过实验认识到,切割器的爆轰形成阶段,不能使钢板达到正常的切割深度。为此,当采用一端起爆时,切割器的起爆端必须超出钢板边缘一定长度,才能取得良好的切割效果。与普通外部装药爆破相比,应用线性聚能切割器具有节省炸药、切割快速、方便和降低成本等优点。

线性聚能装药切割钢靶的数值模拟

基于非线性3D模拟软件AN SY S/LS-DYNA和LS-REPO ST,用ALE算法模拟线性聚能装药射流形成以及射流对某均质钢靶切割侵彻的过程。在模拟过程中考虑到射流、空气和钢靶的流固耦合问题,故计算模型基本合理。经过计算,得到了线性聚能装药爆轰波的传播过程、射流形成过程以及钢靶切割过程的3D模拟结果,用LS-RE-PO ST软件也得到了射流头部压力、速度和加速度变化曲线。将数值模拟和计算结果进行对比,结果令人满意、可信,3D数值模拟较以前的2D模拟更形象逼真,显示了ALE算法解决此类问题的优越性。

线性聚能爆炸劈裂技术研究

针对露天爆破工程中的二次破碎质量与效率问题,提出利用线性射流侵彻作用对大块劈裂形态进行控制的方法,设计了线性聚能装药结构,使用光滑粒子法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)对有利炸高进行选取,并在有利炸高条件下进行了圆柱型混凝土模型试验,验证了劈裂形态控制的可行性。研究结果表明:线性射流侵彻形成了侵彻轴向两端的张拉应力集中作用,拉长了动力响应裂纹区形状,裂纹区形状决定了劈裂裂纹扩展路径及最终劈裂形态;以射流动能利用率与射流头部速度为指标,可以得到较为可靠有利炸高区间;楔形顶角为90°、60°、45°时,试件分别产生在线性射流侵彻轴两侧较为对称的破碎、径向对称断裂与沿线性射流压缩轴的单主平面劈裂这三种形态;楔形顶角的减小与线性装药长度的增加均可提高射流侵彻轴向主平面的应力集中强度,可减少碎块数量,增大碎块尺寸。

线性聚能切割器的设计计算

提供了一套线性聚能装药侵彻深度计算公式及线性聚能切割器设计参数计算方法。

基于SPH的椭圆双极线性聚能药包控制爆破数值模拟研究

为了优化椭圆双极线性聚能药包爆破参数,基于光滑粒子流体动力学方法(SPH),研究了聚能装药聚能射流的形成并与已有试验及模拟做对比,验证所实现SPH方法的有效性,再基于SPH和相同参数及本构方程研究椭圆双极线性聚能药包爆破射流形成机理,分析外壳和药型罩对椭圆双极线性聚能药包爆破聚能射流的影响。结果表明:椭圆双极线性聚能药包通过压垮药型罩形成聚能射流,聚能射流形成的同时爆生气体不断撞击外壳向非聚能方向运动,变形到达一定程度之后外壳与药型罩连接部位断开,外壳与药型罩连接部位断开后溢出的爆生气体速度大于射流头部速度;外壳对椭圆双极线性聚能药包射流头部速度有一定影响,随着外壳厚度不断增大,射流头部速度也在增大,且不同外壳厚度的聚能药包射流头部速度随时间变化趋势趋于一致,外壳越厚越利于稳定爆轰,从而利于射流的形成,射流速度越大;当外壳厚度一定时,药型罩厚度不断减小,爆生气体用于压垮药型罩做的功越少,转换为聚能射流动能越多,聚能射流头部速度越大;当无药型罩时,无法形成明显射流,表明药型罩对聚能射流的形成起决定作用;药型罩和外壳的共同作用下使得聚能射流的效果更佳。数值分析结果对优化椭圆双极线性聚能药包爆破具有一定的指导意义。

线性聚能装药切割航空炸弹可靠性评估

利用线性聚能装药金属射流对钢板侵彻深度及炸药对射流的感度试验数据 ,用正态容许限系数法评估了线性聚能装药切开 (不引爆 ) 3种航空炸弹的可靠性。

线性聚能切割器销毁大口径弹药的数值模拟

利用聚能射流冲击起爆报废弹药具有传统销毁方式无可比拟的优势,但销毁过程涉及炸药爆炸、高速侵彻、冲击起爆等极端非线性条件,实验手段比较单一,参数获取比较困难;使用LS-DYNA有限元软件,采用流固耦合算法和三项式点火增长模型,对线性聚能射流销毁外径为155 mm、弹壳厚度为2.58 mm、内部装药为B炸药某型弹药的过程进行了数值模拟,数值模拟结果与理论计算和实际情况吻合较好,为聚能切割器的设计和销毁过程的研究提供了参考和借鉴。

线性聚能射流作用下岩石裂纹扩展数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立楔形药型罩厚度为0.2cm,锥角分别为45°、60°、90°,炸高为4cm的三种线性聚能药包劈裂岩石的数值模型,对比分析三种不同锥角聚能药包劈裂岩石的裂纹扩展情况。结果表明:当药型罩锥角为45°时,岩石形成较为完整的断裂裂纹,且对劈裂过程进行力学分析得到岩石裂纹扩展方向是由射流作用在岩石内部的拉应力集中程度决定的,可为聚能射流在抢险工作中以及不打孔定向破碎岩石的应用提供参考。

线性聚能装药干扰杆式穿甲弹的数值模拟研究

聚能型爆炸反应装甲是目前最先进且具有三防功能的新型爆炸反应装甲。其中,大锥角线性聚能装药结构是反应装甲结构设计中最重要的部分,主要用来拦截来袭高速杆式穿甲弹。运用ANASYS/LS-DYNA有限元数值模拟仿真方法,对线性自锻破片干扰杆式穿甲弹的过程进行了数值模拟研究。通过对线性自锻破片成型过程、线性自锻破片对长杆弹的干扰过程和长杆弹侵彻后效靶板过程进行深入分析,得出了长杆弹被线性自锻破片干扰后穿甲威力下降的两个主要原因。经实验验证,数值模拟与实验结果基本相符。

线性聚能爆破时影响岩体损伤因素的灰色关联分析

为了研究线性聚能爆破对炮孔周围岩体损伤的影响,选用不同聚能锥角(40°、50°、60°、70°、80°)的聚能管在井下巷道侧壁开展了线性聚能爆破和损伤测试试验。在不同参数下岩体损伤实测数据的基础上,以岩体爆破损伤度作为系统特征变量,并选取装药量、爆心距、岩体质量、炮孔深度、聚能锥角和聚能方向夹角作为相关因素变量,运用灰色关联法进行计算。结果表明:聚能方向夹角和聚能锥角对周围岩体损伤的影响程度最大,装药量和爆心距的影响次之,岩体质量和炮孔深度对聚能爆破岩体损伤的影响相对于其它因素要偏小一些,为线性聚能爆破的工程应用提供理论指导。

聚能锥角对线性聚能爆破致裂岩体效果的影响

为研究不同聚能锥角下线性聚能爆破致裂岩体效果,在巷道岩壁开展了5种聚能锥角(40°、50°、60°、70°、80°)下的聚能爆破和岩体损伤测试试验,数值模拟了不同聚能锥角形成的聚能射流。结果表明:线性聚能爆破定向致裂岩体效果显著,聚能方向损伤增量显著大于非聚能方向;聚能锥角为40°时致裂岩体效果最好,最大损伤增量达0.93,裂纹扩展深度和长度较大,50°、60°、70°和80°聚能锥角时,最大损伤增量、射流压力、射流长度、射流头部速度、射流尾部速度等均随聚能锥角的增大而减小,致裂岩体效果逐渐减弱。

一种截顶线性聚能装药射流特性的数值模拟

为了得到特性更好的线性聚能射流,设计了一种截顶线性药型罩加矩形辅助药型罩的新型装药结构,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元程序对6组新型装药结构及传统装药结构进行了模拟计算,分析了矩形辅助药型罩宽度和截顶间隙长度对线性射流特性的影响。结果表明,该新型结构形成的线性射流的头部最大速度总体较传统线性聚能射流高,形成的线性射流形态更细更长,并且杵体相对较少,药型罩质量利用率较高。在6组方案中,矩形辅助药型罩宽度为1.0cm、截顶间隙为0.4cm时,该结构形成的线性聚能射流头部速度最大,为3.58km/s,连续性较好,有效宽度最大。

线性聚能装药破甲深度的计算

应用微元法对特定条件下线性聚能装药效应进行了研究。通过对破甲深度的计算发明,在所研究的条件下,炸高为30～40mm时聚能效应最佳。计算结果与实验结果是吻合的。

线性聚能装药侵彻深度的影响因素

为了研究民用膨化硝铵炸药为主装药的线性聚能切割的工艺参数,采用实验研究和三维数值模拟(ANSYS/LS-DYNA)相结合的方法,对以膨化硝铵炸药为主装药的聚能射流侵彻钢靶板过程的特点和规律进行了研究。对比各工况数值模拟结果与实验结果表明,2种方法的侵彻深度吻合较好,验证了拉格朗日-欧拉(ALE)方法的有效性,说明可采用此方法模拟射流的形成和侵彻。研究结果表明,采用民用膨化硝铵炸药作为主装药用于线性聚能切割时,在实验给出的工况条件下,炸高为40 mm,药型罩厚度为1.0 mm,药型罩锥角为80°时,可获得最大侵彻深度。