超高压拱形爆破片中操作比对爆破压力作用机理仿真研究

十字开槽正拱形爆破片具有响应快、无碎片飞溅等优点,在使用过程中操作比(工作压力与爆破压力的比值)对爆破性能的影响值得研究。对十字开槽正拱形爆破片进行动态爆破试验,并建立有限元仿真模型,通过动态爆破试验结果验证有限元模型的可靠性;对不同操作比下的爆破片爆破性能进行研究,总结爆破压力变化规律,发现随着操作比的增大,爆破压力出现了减小,在部分情况下,与无操作比影响时的相对偏差大于10%,爆破压力的相对偏差随操作比的增加先增大后减小,转折点出现在操作比为30%~70%的范围内,且转折点对应的操作比随拱高的增加逐渐增大,爆破片的拱高增大,爆破压力的相对偏差整体变小,主要原因与残余应力和塑性形变有关。

压力容器内甲烷爆炸及爆破片动态泄放试验研究

压力容器内部如果发生化学反应发生爆炸时,快速上升的压力会显著影响爆破片的泄放性能,为此搭建了爆破片动态超压试验平台,并针对不同初始压力和浓度条件进行甲烷-空气混合气相爆炸试验。结果表明,在甲烷浓度为5.5%~14%时,最大爆炸压力和升压速率随着甲烷浓度的增加呈现先增大、后减小的趋势;当甲烷浓度为10%时,二者达到峰值。利用全局优化算法成功实现了在不同初始压力条件下最大爆炸压力、升压速率和甲烷浓度之间的拟合关系,且拟合效果良好。在动态载荷工况下,两种爆破片的实际爆破压力远高于标定爆破压力,LP25-20.1型爆破片在升压速率达到170 MPa/s时,超压倍数高达1.7。研究结果可为压力容器内甲烷爆炸特性的研究以及爆破片在动态超压工况下的设计和使用提供重要依据。

不同结构的正拱开缝型爆破片疲劳寿命及影响因素试验研究

为了研究正拱开缝型爆破片径向缝结构和环向缝结构在疲劳寿命上是否存在明显区别,以及局部几何尺寸改变是否会对产品耐疲劳性能有显著影响,以DN250的正拱开缝型爆破片为研究对象,通过试验,分析按常规思路设计的两种开缝结构在操作压力比88%,85%,79%时的疲劳寿命;研究8个环向缝、16个强度桥,6个径向缝、12个强度桥数量对产品耐疲劳性能的影响。通过数据拟合得到疲劳操作比与耐疲劳次数之间的函数关系,由此可近似预测常规设计结构在不同操作比下,产品具有的耐疲劳寿命,研究结果可为正拱开缝型爆破片产品的使用和结构设计提供参考。