炸高与侵彻角度对聚能切割索爆破切割性能的影响

为研究炸高与侵彻角度对切割索切割性能的综合影响,采用20 mm厚的ZL114A铝合金平板作为靶板,通过排列组合方式,开展了切割索在0~4 mm炸高、0~25°侵彻角度共30种工况下切割ZL114A铝合金靶板的仿真研究。结果表明:切割索射流侵彻深度随炸高增大先逐渐增加后迅速减小,当侵彻角度越大时,侵彻深度的衰减速度越快;射流侵彻深度随侵彻角度的增大而减小,特别是当角度大于10°时,衰减尤为明显,当炸高越大时,侵彻角度对射流侵彻深度的影响越明显。随着切割索射流侵彻角度的增大,其最佳炸高会逐渐减小,使用的切割索在25°侵彻角度下的最佳炸高由3 mm减小为2 mm。炸高与侵彻角度对射流侵彻深度的综合影响大于2种因素单独影响的叠加,使射流侵彻深度衰减的更快,特别是当炸高大于3 mm、侵彻角度大于20°时,炸高与侵彻角度的综合影响使射流侵彻深度开始明显小于2种因素单独作用的叠加。

聚能切割索切割能力仿真及试验研究

为深入研究聚能切割索的切割能力,采用数值仿真和试验的手段研究了聚能切割索(Flexible Linear Shaped Charge,FLSC)切割不同材料铝板的切割效果。仿真和试验结果表明:材料的屈服强度对侵彻性能影响最大,随着被切割对象屈服强度的增大,侵彻深度降低。

柔性聚能切割索爆炸切割工业硬铝板试验

使用柔性聚能切割索,成功地对4mm厚的工业硬铝板进行了爆炸切割。选择四种炸高,对试验后的现象和结果进行分析,试验表明直径为5mm聚能切割索,在炸高为1mm是较理想的。

炸高对RDX基聚能切割索爆破切割有机玻璃的影响研究

为深入研究炸高对聚能切割索(Flexible Linear Shaped Charge,FLSC)切割能力的影响,开展了聚能切割索在0~5mm炸高条件下切割20mm厚有机玻璃板的爆炸切割试验;建立了一种有机玻璃有限元模型及切割索炸药模型,数值模拟研究了0mm和5mm炸高情况下切割索爆破侵彻过程,并与试验结果进行对比。结果表明:该聚能切割索射流的汇聚过程较短,最佳炸高为0mm。随着炸高增加,侵彻能力逐渐减弱,层裂宽度逐渐增加,断面平整度降低;该切割索在0~4mm炸高下均能稳定切割20mm厚有机玻璃材料,5mm炸高情况下射流发散,无法形成有效切割能力;并且,仿真分析与试验结果一致性较高,最大误差为6%。

靶板硬度对线型聚能切割索侵彻效应的影响

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对V9、V7两种线型聚能切割索切割45钢靶板的过程进行数值模拟,幵对模拟结果进行讨论。在此基础上,进行实际的线型聚能切割索切割靶板试验。结果表明:数值模拟结果和切割试验结果平均误差为5.84%,有很好的一致性;靶板最大侵彻深度(h)随靶板材料硬度(Hb)的增加而减小,V9线型聚能切割索切割条件下的数学关系式为:h=-0.004Hb+4.34,V7线型聚能切割索切割条件下的数学关系式为:h=-0.003Hb+3.15。研究结果可以为工程技术人员选择适当的线型聚能切割索提供参考。

柔性聚能切割索许用弯曲度研究

简要介绍了某种爆炸切割的特殊需要,论证了研究柔性聚能切割索弯曲性能的作用与意义;归纳出其弯曲形式,分析了弯曲破坏的模式及其危害效应;论述了影响许用弯曲度的静态和动态参数,定性地给出了许用弯曲度的判据。

聚能切割索切割靶板的数值仿真系统

为了达到聚能切割索有效切割靶板、优化设计参数的目的,采用数字化描述聚能切割索的设计,建立了参数化的数值计算模型,并开发形成了一套聚能切割索的专用仿真系统。通过有限次数的试验,验证了切割索切割靶板过程的数值仿真结果,从而避免大量的切割试验。

聚能切割分离铝平板的仿真与试验研究

为了研究切割时切割索对平板的分离能力,对线性聚能切割索切割分离平板过程进行了研究,采用数值仿真的方法得到了平板分离速度,通过此模型分析了无压板与平板预切割2种情况下平板的分离速度,结果表明压板能够限制爆轰产物泄露从而提高平板的分离速度,而预切割平板的射流切割过程对平板的分离影响较小。同时进行了切割分离平板的试验,验证了聚能切割索的切割与驱动平板的分离能力,仿真结果与试验结果吻合。研究结果可为切割分离装置相关设计提供参考。

聚能型铅类切割索产生白斑问题的分析研究

通过对聚能型铅类切割索产生白斑现象的原因进行了认真分析,并经过大量的试验考核与验证,找到了造成质量问题发生的真正原因。通过采取针对性措施,最终解决了存在的问题。

飞机金属薄壁结构聚能切割技术研究

在修整飞机金属薄壁结构破孔损伤时,目前外场通常采用的传统切割方法效率较低,难以满足野外条件战伤抢修的要求。创造性提出利用装药的聚能效应切割清理飞机金属蒙皮破孔损伤的方法,借助线型聚能切割器的形式,进行了2A12铝合金薄板切割新工艺研究。经摸底实验、单因素实验和切割索参数正交实验,设计了一种新型切割索,并优化了其结构参数。异形切割与铝板断面形貌特征表明,该型切割索可切开2 mm厚铝板,且切割效果符合飞机蒙皮破孔损伤抢修的工艺要求。本研究为聚能切割技术在装备战场抢修中的应用提供了依据和参考。

铝合金蒙皮聚能切割的数值计算与实验研究

为了在战场条件下实现飞机受损蒙皮不规则破孔的快速修整，引入聚能切割技术，通过数值计算，设计了针对铝合金板材的低能量聚能切割索；经聚能切割实验，获得了边缘整齐、线性良好的穿透性切割缝隙；同时，对切割索的安全性与可靠性进行了测试。

有机玻璃板爆炸切割超压与应变研究

为了校正炸药材料的本构方程和状态方程参数和有机玻璃的本构方程参数并检验有机玻璃爆炸切割数值仿真精度,进行了有机玻璃平板爆炸切割试验,得到了空气中的爆炸冲击波超压和有机玻璃板的动态应变。采用非线性动态分析程序LS-DYNA对切割过程进行了数值模拟,得到了所测位置的冲击波超压与动态应变,与试验所得数据基本吻合。

一种低毁伤玻璃切割器的实验研究

为获得一种低毁伤玻璃切割器,通过模拟毁伤实验,采用3种不同装药结构的玻璃切割器分别对车辆用双层夹胶玻璃(长2.0m×高1.5m×厚9.0mm)进行切割。实验结果显示:A型切割器能切割掉双层夹胶玻璃,但对人员造成的伤害较大;B型切割器的毁伤性最小,但未能切割掉双层夹胶玻璃;C型切割器不仅能切割掉双层夹胶玻璃,同时对人员毁伤性较小。

聚能射流侵彻飞机铝合金蒙皮的仿真与试验研究

为解决传统切割方法难以满足野外条件飞机蒙皮破孔损伤战场抢修要求的问题,提出利用装药聚能效应切割清理金属蒙皮受损区域的方法,开展了2 mm厚2A12铝合金薄板聚能切割新工艺探索。将聚能切割技术的应用载体确定为内部装填黑索金、带有楔形凹槽的铅外壳金属管式切割索;利用ANSYS/LS-DYNA软件,构建了切割索侵彻铝合金板的有限元模型,运用正交设计法,分析了不同工艺参数组合下切割索的切割性能,对装药线密度、药型罩夹角、炸高3个影响因素进行了优化;经试验验证,数值计算与试验结果吻合良好,证明了有限元模型的准确性,并最终将聚能切割工艺确定为装药线密度1.5 g/m、药型罩夹角80°、炸高0。原型试验表明,采用该参数的新型切割索在切割精度、异形切割等方面均符合飞机蒙皮破孔损伤战场抢修的工艺要求。

分离结构在冲击载荷作用下的破坏机理研究

为深入研究爆炸分离装置的分离过程,针对航天运载器的爆炸分离结构关键部件在爆炸载荷作用下的破坏过程进行了机理性研究和分析,从应力波传播和动态断裂力学角度研究了分离板在2种载荷形式(柔性导爆索或者聚能切割索)作用下的破坏过程。认为:在柔性导爆索分离装置中,分离板的破坏包括层裂和拉应力破坏,保护罩可能是拉伸破坏或剪切破坏模式;而在聚能切割索分离装置中,分离板的破坏包括聚能射流切割、裂纹扩展和层裂等复合过程。该分析结果对深入研究爆炸分离结构的分离过程、科学确定材料选择标准具有借鉴意义。