几种典型固体温压炸药在不同环境下的爆炸威力特性研究

摘要

本文围绕几种典型固体温压炸药在不同环境下的爆炸威力特性，通过理论计算、数值模拟、敞开空间和约束空间内的静爆试验等方法，主要进行了下面的研究工作:
　　通过理论计算，获得了温压炸药配方中主体组分铝粉含量、氧化剂KP含量对温压炸药后燃的影响作用规律;铝粉含量对温压炸药爆热和爆温的影响作用规律。
　　通过约束空间内的静爆试验，研究了铝粉含量、铝粉粒径对温压炸药爆炸冲击波参数的影响，铝粉含量对温压炸药后燃温度的影响;研究了温压炸药爆炸产生的准静态压力。冲击波超压和冲量均随着体系中铝粉含量的增加呈现出先增加后降低的趋势，且铝粉含量在10％左右时冲击波超压和冲量达到最大值。冲击波超压随着体系中铝粉粒径的增大而减小，冲击波冲量随着铝粉粒径的增大而增大。随着铝粉比重的增加温压炸药的后燃温度也随之升高。
　　通过敞开空间中的静爆试验，采用压力测试系统、光纤多谱线光谱测温系统和多路电子测时系统等对三种固体温压炸药的爆炸冲击波参数、温度参数和爆生破片参数进行了研究，采用高速摄像技术观测爆炸火球的发展过程。并对影响装药试验件爆炸性能的因素进行了研究。
　　利用有限元分析程序AUTODYN对敞开空间和约束空间内温压炸药的静爆过程进行了数值模拟。1＃温压炸药和2＃温压炸药的模拟结果与试验值相比，超压和冲量值较小，吻合程度一般;3＃温压炸药的数值模拟结果与试验结果一致性比较高。约束空间内模拟得到的冲击波云图显示，在11ms内，冲击波在侧壁面发生两次反射、顶部两次反射以及空间内两次聚焦;第一次聚焦时，聚焦点的压力最高达4.78×103kPa。
　　采用X射线衍射仪对温压炸药在约束空间内的爆炸产物进行了分析，并在此基础上设计了光纤多谱线光谱测温系统的标定方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 温压炸药研究现状

1．2．2 温压炸药军事应用前景分析

1．2．3 铝粉含量及性状对温压炸药爆炸性能的影响

1．2．4 温压炸药在约束空间内辱炸研究现状

1．3 温压炸药的作用形式

1．4 本文的主要研究工作

2 温压炸药在不同环境下的作用特点

2．1 温压炸药在无约束环境下的爆炸特性

2．1．1 温压炸药在敞开空问中的爆炸空气冲击波参数计算方法

2．1．2 空气冲击波对目标的作用

2．2 温压炸药在约束环境下的爆炸特性

2．2．1 温压炸药在约束空气域中的爆炸空气冲击波参数计算方法

2．2．2 约束条件下空气冲击波对目标的作用

2．3 本章小结

3 温压炸药在敞开空间爆炸威力特性研究

3．1 引言

3．2 温压炸药敞开空间静爆试验和数值模拟研究

3．2．1 爆炸场冲击波参数和火球参数测试原理及系统介绍

3．2．2 试验测试条件及场地布置

3．2．3 测试结果及数据分析

3．2．4 数值模拟与结果分析

3．3 装药试验件爆炸性能影响因素的试验和数值模拟研究

3．3．1 测试条件及场地布置

3．3．2 试验结果及分析

3．3．3 数值模拟与结果分析

3．4 本章小结

4 温压炸药在约束条件下爆炸特性研究

4．1 引言

4．2 铝粉的后燃加强作用

4．2．1 铝粉含量对温压炸药后燃的影响作用

4．2．2 铝粉含量及性状对爆热、爆温的影响

4．3 氧化剂KP对温压炸药后燃的影响作用

4．3．1 KP的添加对后燃的影响

4．3．2 不同KP含量比例对后燃热的影响

4．4 约束条件下静爆试验研究

4．4．1 测试系统

4．4．2 场地布置

4．4．3 试验样品

4．4．4 试验结果与分析

4．5 温压炸药在约束条件下静爆的数值模拟研究

4．5．1 模型与边界条件

4．5．2 数值模拟现象分析

4．6 本章小结

5 温压炸药爆炸释能过程瞬态温度测试系统的标定

5．1 引言

5．2 算法推导过程

5．3 爆炸产物的表征

5．4 试验仪器及样品

5．5 标定试验结果

5．6 本章小结

6 结束语

6．1 全文结论

6．2 论文的不足与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况