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基于简易冲击分解模型的爆轰驱动硅橡胶数值模拟及实验解读
1
作者 刘军 殷建伟 张凤国 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期123-132,共10页
为了反映爆轰驱动下硅橡胶发生冲击分解反应的物理过程,提出了一种简易的硅橡胶冲击分解模型。基于该模型,对爆轰驱动含硅橡胶夹层钢板实验进行了模拟,并分析解读了钢板的自由面速度。结果表明,实验中硅橡胶发生了冲击分解反应,导致钢... 为了反映爆轰驱动下硅橡胶发生冲击分解反应的物理过程,提出了一种简易的硅橡胶冲击分解模型。基于该模型,对爆轰驱动含硅橡胶夹层钢板实验进行了模拟,并分析解读了钢板的自由面速度。结果表明,实验中硅橡胶发生了冲击分解反应,导致钢板的自由面速度曲线出现了首次起跳中间速度平台及首次起跳速度峰值降低的现象。受硅橡胶冲击分解影响,首次入射波压力将在临界冲击分解压力附近弛豫一段时间,再继续升高至最高压力。该压力波作用于钢板的自由面后,出现了自由面速度在中间速度平台停留一段时间,之后继续升高至速度峰值的现象。硅橡胶冲击分解后的气相物质可压缩性较高,首次加载波内较多的能量被用于压缩气体做功,导致首次波传播至自由面时能量衰减,峰值压力降低,首次起跳速度峰值降低。 展开更多
关键词 硅橡胶 爆轰驱动 冲击分解 分解压力
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一种PETN基超薄片炸药的爆轰性能及比冲量特性
2
作者 郭志昀 卢强 +2 位作者 丁洋 张亮永 李进 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期48-56,共9页
薄片炸药加载技术是实验室考核X射线辐照下空间结构动态响应的重要手段。为实现新型空间飞行器结构考核所需的超低比冲量化爆加载载荷,研制了以PETN为主炸药、高聚物橡胶为黏结剂的超薄片炸药。薄片炸药中PETN的质量分数为90%~92%,厚度... 薄片炸药加载技术是实验室考核X射线辐照下空间结构动态响应的重要手段。为实现新型空间飞行器结构考核所需的超低比冲量化爆加载载荷,研制了以PETN为主炸药、高聚物橡胶为黏结剂的超薄片炸药。薄片炸药中PETN的质量分数为90%~92%,厚度范围为0.15~0.50 mm,密度范围为1.63~1.68 g/cm3,爆速范围为7.44~7.71 km/s。基于炸痕法的爆轰性能实验结果表明:厚度为0.15~0.50 mm的薄片炸药可由装药线密度为0.2 g/m的柔爆索可靠引爆,厚度为0.20~0.50 mm的炸药条均能可靠传爆。利用冲击摆测量装置对不同直径、不同厚度薄片炸药的比冲量特性进行了测试,结合理论分析,得出薄片炸药的比冲量与厚度成正比,比例系数为3418.56 Pa·s/mm,成功实现了厚度为0.20 mm、比冲量约为680 Pa·s超薄片炸药的研制。 展开更多
关键词 超薄片炸药 PETN 柔爆索 爆轰性能 比冲量
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金属飞片起爆间隙对TATB基炸药到爆轰距离的影响
3
作者 郭刘伟 刘宇思 +2 位作者 王伟 何雨 桂毓林 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期41-47,共7页
为获得间隙尺寸对金属飞片起爆TATB基钝感炸药到爆轰距离的影响,采用激光测速技术和太赫兹波测速技术,对不同间隙飞片起爆TATB基钝感炸药的动作过程开展了实验研究,获得了钛飞片在0~20 mm间隙内的速度发展历程、击靶速度及形貌,给出了T... 为获得间隙尺寸对金属飞片起爆TATB基钝感炸药到爆轰距离的影响,采用激光测速技术和太赫兹波测速技术,对不同间隙飞片起爆TATB基钝感炸药的动作过程开展了实验研究,获得了钛飞片在0~20 mm间隙内的速度发展历程、击靶速度及形貌,给出了TATB基钝感炸药在不同起爆间隙下的到爆轰距离。结果表明:随着起爆间隙的增大,TATB基钝感炸药的到爆轰距离呈非单调变化特征,与飞片的速度及结构特性相关。飞片起爆炸药的5个速度阶段中,飞片主体与层裂层融合完成阶段的飞片起爆能力最强,隔层起爆次之,层裂层发生前的速度衰减阶段及层裂层与飞片主体融合过程中的飞片起爆能力最弱。 展开更多
关键词 TATB钝感炸药 到爆轰距离 间隙尺寸 飞片速度
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环形扰动爆轰实验装置及方法
4
作者 高玉坤 包颖昕 +3 位作者 卢宇轩 刘婧 杨轶芙 赵焕娟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第20期8364-8370,共7页
由于含能材料的高热值及其伴随着易燃易爆的特性,在管道中传播时会影响管道的形状及几何尺寸,导致爆轰的传播受到影响。为了深入探究环形扰动对爆轰波传播的影响,精确、清晰观察环形管道中爆轰波的传播动力学过程,更好地体现边界层效应... 由于含能材料的高热值及其伴随着易燃易爆的特性,在管道中传播时会影响管道的形状及几何尺寸,导致爆轰的传播受到影响。为了深入探究环形扰动对爆轰波传播的影响,精确、清晰观察环形管道中爆轰波的传播动力学过程,更好地体现边界层效应和曲率管壁对爆轰波传播的影响。搭建环形扰动爆轰实验装置,在光滑圆管末段加入不同直径尺寸的扰动管实现环形扰动,利用压力传感器、烟膜组成的数据采集系统得到爆轰波速度、三波点轨迹、胞格结构等数据。成功搭建了环形扰动爆轰实验系统,并且获得了较为理想的传播数据,数据具有显著的规律性和高度的可靠性。经过验证,所搭建的爆轰实验装置具有良好的数据采集能力,所获得的数据证实了装置具备科学性与有效性。所搭建的实验系统有助于为事故防控提供理论支持,使科研仪器充分发挥支撑科技创新、社会发展的作用。 展开更多
关键词 爆轰实验 环形扰动 胞格结构 三波点轨迹
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基于TG-FTIR的液氧致裂吸附材料的优选实验研究
5
作者 谢兴华 卫腾飞 +6 位作者 谢强 李洪伟 尹振礼 游省易 陈和平 马军 毛奕飞 《工程爆破》 北大核心 2025年第5期94-101,131,共9页
为研究不同热解条件下5种液氧致裂吸附材料的热解规律和热反应机理,提高液氧致裂过程中能量利用率和致裂效果。通过热重-红外联用分析仪(TG-FTIR)分析氧气和氮气氛围条件下5种液氧致裂吸附材料的热分析结果和气体析出特性,再单独对比分... 为研究不同热解条件下5种液氧致裂吸附材料的热解规律和热反应机理,提高液氧致裂过程中能量利用率和致裂效果。通过热重-红外联用分析仪(TG-FTIR)分析氧气和氮气氛围条件下5种液氧致裂吸附材料的热分析结果和气体析出特性,再单独对比分析较优液氧致裂吸附材料在不同氧气浓度中的热解过程。研究结果表明:氧气气氛下液氧致裂吸附剂热解效果更好,并且不同气流速对于液氧致裂吸附剂热解有一定的影响;以失重比为材料优选的衡量指标,其优选顺序为碳粉、碳棒、海绵、泡沫碳、木质纤维;研究成果为液氧致裂技术提供一定的技术参考。 展开更多
关键词 液氧致裂技术 热重-红外分析 液氧致裂吸附材料 失重比
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圆形/扇形壳体燃料抛撒实验及数值模拟研究
6
作者 王永旭 欧凌霄 +3 位作者 徐启明 邢化岛 李斌 解立峰 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第8期226-232,共7页
为了探索异形截面壳体的燃料抛撒规律,采用实验及数值模拟方法对圆形和扇形壳体结构的燃料抛撒规律进行了研究。实验使用无人机记录2种壳体结构的燃料抛撒过程,获得了2种壳体的云雾发展规律;并基于光滑粒子流体动力学法(smooth particle... 为了探索异形截面壳体的燃料抛撒规律,采用实验及数值模拟方法对圆形和扇形壳体结构的燃料抛撒规律进行了研究。实验使用无人机记录2种壳体结构的燃料抛撒过程,获得了2种壳体的云雾发展规律;并基于光滑粒子流体动力学法(smooth particle hydrodynamic method,SPH)和拉格朗日(Lagrange)方法对圆形和扇形壳体的燃料抛撒初期过程进行数值模拟,获得了中心分散药爆轰后1ms内的壳体失效情况及燃料速度矢量。结果表明:采用数值模拟结合无人机拍摄方法可以获得异形截面壳体全过程的燃料抛撒规律,云雾初期速度梯度的存在对云雾发展有很大影响,云雾形态是冲击波到达时间和壳体失效综合作用的结果。使用SPH和Lagrange接触计算能很好地应用于异形壳体燃料抛撒研究。 展开更多
关键词 燃料空气炸药 扇形壳体 燃料抛撒 光滑粒子流体动力学法
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装药结构中纵向气隙对炸药爆轰输出性能的影响
7
作者 郭文灿 张志强 +2 位作者 邓顺益 黄文斌 裴红波 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
为阐明装药结构中纵向气隙对炸药爆轰输出性能的影响,基于激光照明结合超高速分幅成像技术研究了HMX基炸药爆轰正向驱动及滑移驱动下钢板的变形及损伤情况,并通过密排光纤测速技术测量了钢板的运动速度,实现了气隙影响下钢板附带损失的... 为阐明装药结构中纵向气隙对炸药爆轰输出性能的影响,基于激光照明结合超高速分幅成像技术研究了HMX基炸药爆轰正向驱动及滑移驱动下钢板的变形及损伤情况,并通过密排光纤测速技术测量了钢板的运动速度,实现了气隙影响下钢板附带损失的量化表征。结果表明,纵向气隙宽度为0.05、0.10和0.20 mm时,爆轰正向驱动下,钢板的运动模式发生了显著变化,中心点的运动趋势由阶跃式上升转变为斜波式上升,且爆轰波的超前时间大幅度增加,钢板有明显的变形和破坏击穿现象;爆轰滑移驱动下,钢板的运动模式和爆轰波的超前时间基本不变,钢板没有出现明显的变形和击穿现象。爆轰正向驱动下,前驱冲击波和两侧爆轰波构成的楔形波系是造成底部钢板破坏击穿的关键;爆轰滑移驱动下,前驱冲击波和爆轰波作用于侧面钢板的动量分量较小,不会造成明显的变形和损伤。 展开更多
关键词 气隙 爆轰 炸药 裂纹
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增材制造用铝及铝硅合金粉尘的爆炸特性
8
作者 赵江平 张舒淇 +1 位作者 钟兴润 于凯楠 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期170-180,共11页
为探究常用增材制造用铝及铝硅合金粉尘的爆炸特性,采用20 L球形爆炸装置,对Al、Al-12Si和Al-20Si等3种样品进行密闭空间内的爆炸实验,测试其在不同影响因素下爆炸参数的变化,采用热重分析-差示扫描量热法分析样品的热氧化特性。结果表... 为探究常用增材制造用铝及铝硅合金粉尘的爆炸特性,采用20 L球形爆炸装置,对Al、Al-12Si和Al-20Si等3种样品进行密闭空间内的爆炸实验,测试其在不同影响因素下爆炸参数的变化,采用热重分析-差示扫描量热法分析样品的热氧化特性。结果表明:随着合金中硅含量的增加,爆炸下限升高,最大爆炸压力及爆炸峰值温度下降,氧化过程的放热量减少,氧化速率减慢;Al、Al-12Si和Al-20Si达到最大爆炸压力的质量浓度分别为300、750和900 g/m^(3);当点火能量增加时,铝硅合金的最大爆炸压力上升速率的增幅低于铝粉;环境温度变化对样品爆炸下限的影响小于粒径变化带来的影响。根据爆炸产物的X射线衍射测试分析铝硅合金的爆炸机理,发现爆炸是由颗粒受热汽化形成的气态铝和气态硅组成的可燃气体与氧气混合燃烧所致。 展开更多
关键词 铝合金粉尘 粉尘爆炸 爆炸温度 爆炸下限 环境温度 最大爆炸压力
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障碍物交错阵列内气体爆燃转爆轰研究
9
作者 李敏 肖华华 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第11期1-12,共12页
鉴于目前对障碍物交错阵列内爆燃转爆轰(deflagration-to-detonation transition,DDT)现象的认识不足,采用高精度算法和动态自适应网格求解完全可压缩反应性Navier-Stokes方程,对不同障碍物间距条件下方形障碍物交错阵列内预混氢-空气DD... 鉴于目前对障碍物交错阵列内爆燃转爆轰(deflagration-to-detonation transition,DDT)现象的认识不足,采用高精度算法和动态自适应网格求解完全可压缩反应性Navier-Stokes方程,对不同障碍物间距条件下方形障碍物交错阵列内预混氢-空气DDT引发过程进行数值模拟研究。结果表明:减小障碍物间距有利于在火焰加速前期增加火焰面积、后期增强激波压缩未燃气体,从而缩短DDT时间和距离。然而,当障碍物间距减小至某阈值时,会出现结巴式爆轰,使DDT距离增加。DDT主要由障碍物前壁的反射激波与火焰相互作用引起。爆轰绕过障碍物时发生局部解耦,然后与壁面或来自障碍物另一侧的激波和失效爆轰波碰撞时可能引发爆轰再起爆。若障碍物间距太小,激波强度随爆轰的解耦而衰减严重,易导致爆轰失效。方形障碍物交错阵列比圆形更易引发DDT,因前者可在垂直和平行于火焰的传播方向产生反射激波,有助于激波作用于火焰和未燃气体。 展开更多
关键词 爆燃转爆轰 火焰加速 激波 障碍物阵列 氢气
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Zr基活性壳体对爆炸增强及燃油引燃效应研究
10
作者 杜宁 任师超 +1 位作者 付华萌 王金贺 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第11期147-155,共9页
为探究Zr基活性壳体的爆炸释能及对油盒的毁伤效果,采用合金熔炼浇铸方式制备了Zr基活性材料壳体,通过爆炸驱动试验,并结合高速摄影记录结果,对比等质量45钢壳体,以及对爆炸火球参数、冲击波波速进行观测,研究了不同材料壳体产生的破片... 为探究Zr基活性壳体的爆炸释能及对油盒的毁伤效果,采用合金熔炼浇铸方式制备了Zr基活性材料壳体,通过爆炸驱动试验,并结合高速摄影记录结果,对比等质量45钢壳体,以及对爆炸火球参数、冲击波波速进行观测,研究了不同材料壳体产生的破片对油盒的冲击效应。结果表明:爆炸驱动下,与等质量钢壳体相比,Zr基活性材料壳体的火光持续时间更长、冲击波波速更高,对空气冲击波具有强化作用;活性材料击穿油盒后引燃盒内燃油,具备引燃燃油能力,而等质量的钢壳体未引燃盒内燃油。 展开更多
关键词 活性材料壳体 爆炸驱动 冲击诱发化学反应 能量释放特性 燃油引燃
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碎化炸药缝隙挤压点火模拟实验
11
作者 胡秋实 何杨 +2 位作者 仲苏洋 傅华 廖深飞 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第11期119-128,共10页
采用造型粉模拟因碰撞过程极度碎化的压装炸药,研究了PBX造型粉缝隙挤压点火行为。基于射弹撞击方式设计实验,为保证样品在设计的缝隙之外无其他流动空间,在样品表面覆盖垫层及涂抹油脂进行密封,采用高速摄影记录了造型粉挤入缝隙的运... 采用造型粉模拟因碰撞过程极度碎化的压装炸药,研究了PBX造型粉缝隙挤压点火行为。基于射弹撞击方式设计实验,为保证样品在设计的缝隙之外无其他流动空间,在样品表面覆盖垫层及涂抹油脂进行密封,采用高速摄影记录了造型粉挤入缝隙的运动及反应情况。通过改变缝隙面积与样品截面积的比,研究了压实效应对点火的影响。结果表明:对于无油脂密封的情况,加载开始后PBX造型粉先经历颗粒破碎和压实,随后压实的造型粉从垫层附近的间隙挤出,挤出过程中发生点火,点火位置在炸药与垫层界面;对于有油脂密封的情况,PBX造型粉在被压实后的一段时间内未发生点火,当压头行进到一半行程时,楔形滑移区形成,高速摄影照片可见明显的滑移区-死区界面,随后变形模式从单楔形滑移区向双楔形滑移区演化,滑移区-死区界面剪切效应未引发点火。加载后期压头行进到接近缝隙表面,楔形滑移区消失,炸药在压头与缝隙发生碰撞的前后时刻分别发生一次点火。压实效应对点火行为有重要影响,造型粉被压实后点火速度阈值明显降低,撞击速度仅4.5m/s即可导致点火。 展开更多
关键词 碎化 造型粉 高聚物黏结炸药 缝隙挤压 点火
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非对称中空环形聚能装药成型与侵彻特性影响因素分析 被引量：2
12
作者 李召婷 王树有 +2 位作者 孙圣杰 蒋建伟 门建兵 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期41-50,共10页
为减弱中空环形聚能装药形成的中心侵彻体对后级结构的破坏作用,通过改变环锥罩的偏心距离和壁厚,调整了装药和药型罩的质量分布,使之形成准直环形射流,研究了炸高对环形射流侵彻威力的影响规律。数值模拟结果表明:内壳为铝合金时的中... 为减弱中空环形聚能装药形成的中心侵彻体对后级结构的破坏作用,通过改变环锥罩的偏心距离和壁厚,调整了装药和药型罩的质量分布,使之形成准直环形射流,研究了炸高对环形射流侵彻威力的影响规律。数值模拟结果表明:内壳为铝合金时的中心孔平均侵彻深度较内壳为钢时的平均侵彻深度低36.13%;非偏心环锥罩形成的射流存在径向偏移,侵彻能力较弱。当环锥罩顶向外侧偏移0.05d(d为环形装药厚度)时,射流准直性较好,环形射流侵彻深度较大;随着药型罩壁厚的增加,射流头部速度不断减小,当壁厚为0.045d时,偏心环锥罩形成的环形射流侵彻能力较强;环形射流侵彻深度对炸高较为敏感,在炸高为1.12d时,环形射流侵彻深度较大。针对非偏心环锥罩和偏心环锥罩两种药型罩结构开展的静破甲试验表明,环形射流侵彻深度和扩孔直径的试验结果与数值模拟结果误差小于12%,验证了数值模拟模型的可靠性。 展开更多
关键词 环形聚能装药 偏心药型罩 射流成型 射流侵彻
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Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料与RDX组合装药的爆炸释能特性 被引量：3
13
作者 李丹一 程扬帆 +3 位作者 李翔 王浩 赵长啸 沈兆武 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期37-47,共11页
为探究活性材料与炸药组合装药的爆轰特性,制备一种Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料与RDX炸药的组合装药。利用空中爆炸实验并结合比色测温技术,研究TiH_(2)粉末含量对组合装药爆轰性能及后燃效应的影响。研究结果表明:随着TiH_(2)粉末含... 为探究活性材料与炸药组合装药的爆轰特性,制备一种Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料与RDX炸药的组合装药。利用空中爆炸实验并结合比色测温技术,研究TiH_(2)粉末含量对组合装药爆轰性能及后燃效应的影响。研究结果表明:随着TiH_(2)粉末含量的增加,组合装药的冲击波参数、爆炸火球持续时间以及最高平均温度皆呈先上升、后下降的趋势,且均在TiH_(2)粉末含量为10%时达到最大值,相较于不含TiH_(2)粉末的组合装药,其冲击波峰值压力、爆炸火球持续时间以及最高平均温度分别提升了21.6%、105.9%和7.1%;通过对比TiH_(2)粉末和Ti粉末对组合装药爆炸释能特性的影响,发现由于游离氢参与后燃反应,使得TiH_(2)粉末对组合装药爆炸冲击波参数和爆炸火球温度场的增益效应优于Ti粉末;研究成果可为Al/PTFE/TiH_(2)三元活性材料在组合装药中的应用设计及武器毁伤评估提供参考。 展开更多
关键词 活性材料 组合装药 空中爆炸 后燃效应 比色测温
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AlON透明陶瓷动态压痕加载响应研究 被引量：2
14
作者 韩国庆 谈梦婷 +3 位作者 邓佳杰 李逸 毛小建 张先锋 《力学学报》 北大核心 2025年第2期473-487,共15页
透明陶瓷兼具优秀的透光性能和抗冲击破坏性能,冲击载荷下材料的加载响应特性对掌握材料破坏机制至关重要.为阐明透明陶瓷在复杂应力状态下的破坏响应,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,开展了AlON透明陶瓷材料的动态压痕加载实验,并... 透明陶瓷兼具优秀的透光性能和抗冲击破坏性能,冲击载荷下材料的加载响应特性对掌握材料破坏机制至关重要.为阐明透明陶瓷在复杂应力状态下的破坏响应,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统,开展了AlON透明陶瓷材料的动态压痕加载实验,并通过捕获压杆表面入射,透射以及反射的应变信号,获得了材料在球形压头动态加载下的P-h响应曲线.利用光学显微镜对比分析了透明陶瓷在静、动态载荷下破坏特征的异同.将压头加载过程等效为球型孔洞在内压p_i的加载力下向外膨胀的变形过程,并对卸载过程中的有效压头形状进行修正,建立了改进后的球形压头加载下的嵌入式扩展中心(ECD)模型,计算了动态压痕过程中的加载响应过程以及陶瓷内部的应力场分布状态.结果表明, AlON透明陶瓷在动态压痕过程中将出现明显的塑性变形响应,相较于静态加载,材料表面破坏程度加剧并出现一定程度的崩落现象;材料的布氏硬度HB存在明显的应变率效应以及压痕尺寸效应(ISE);压头半径R、材料的应变硬化指数n以及无量纲参数εb对压痕加载过程影响显著;在压头卸载过程中,塑性应力场的存在导致了动态压痕过程中径向裂纹的萌生. 展开更多
关键词 透明陶瓷 动态压痕 应变率效应 压痕响应 嵌入式扩展中心模型 应力场分布
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炸药爆轰性能与孔隙分布关系的微观分析
15
作者 曹荣婷 王小红 +4 位作者 李嘉喜 李晓杰 王宇新 闫鸿浩 耿瑞 《爆破》 北大核心 2025年第3期145-152,共8页
通过建立简单的二维涡旋模型,探讨了涡旋能量的释放与吸收,研究了炸药爆轰过程中涡旋坍塌引起的能量输运,爆轰成长等细观机制,建立了爆轰成长与熄灭等宏观现象与孔隙尺寸分布等微观机制之间的联系,并通过实验进行了验证。结果表明:稳定... 通过建立简单的二维涡旋模型,探讨了涡旋能量的释放与吸收,研究了炸药爆轰过程中涡旋坍塌引起的能量输运,爆轰成长等细观机制,建立了爆轰成长与熄灭等宏观现象与孔隙尺寸分布等微观机制之间的联系,并通过实验进行了验证。结果表明:稳定爆轰与流场涡旋热和单位体积内的有效涡旋数量相关。宏观上炸药颗粒度和密度对爆轰过程的影响在微观上可以归结为有效涡旋体积浓度和涡旋尺寸分布对爆轰过程的影响。炸药起爆过程必然存在最小和最大起爆涡旋孔隙尺寸,只有在调节孔隙尺寸r,使r∈(r min,r max)时,才有可能使炸药达到稳定爆轰,且存在最佳有效孔隙体积浓度,使炸药的能量利用率达到最大。在此基础上,实现了密度固定时调节较大颗粒尺寸的敏化剂和较小颗粒尺寸敏化剂的成分调节爆速。 展开更多
关键词 涡旋模型 孔隙尺寸 密度 粒度 爆轰
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基于小尺寸模型分析氢氧旋转爆轰波传播的不稳定性机制
16
作者 徐鸿飞 王放 +1 位作者 武郁文 翁春生 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期28-40,共13页
氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战,为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性,通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究,揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性,并分析了典型流场结构,探讨... 氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战,为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性,通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究,揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性,并分析了典型流场结构,探讨了传播模态的不稳定性以及爆轰波湮灭和再起爆机制。结果表明:随着当量比的提高,流场内分别呈现熄爆、单波、单双波混合3种传播模态,且爆轰波的传播速度随当量比的增大几乎呈线性提高,速度亏损为5%~8%。激波的扰动使得爆燃面失稳产生明显的扭曲和褶皱,氢氧的高反应活性让爆燃面明显分层且在2个分界面上呈现不同的不稳定性,上分界面为Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,下分界面为Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性。单双波混合模态下爆轰波极不稳定,保持湮灭、单波、双波对撞3种状态之间循环。爆轰波有2种湮灭方式:一是双波对撞导致爆轰波湮灭,二是爆燃面燃烧加剧使得爆燃面下移导致爆轰波湮灭。再起爆的主要原因是:R-T不稳定性诱导爆轰产物与新鲜预混气在爆燃面上相互挤压产生尖峰和气泡结构,增强爆燃面上的反应放热,产生了局部热点并逐渐增强为爆轰波,实现爆燃转爆轰。 展开更多
关键词 旋转爆轰波 传播特性 当量比 不稳定性 湮灭再起爆
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水平阵列多爆源水下爆炸载荷分布特性
17
作者 杨洋 谢洋洋 +2 位作者 张睿瑶 陈莹玉 孙岩 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期9-20,共12页
多爆源的水下联合爆炸,使得水下环境更为的复杂。为探究多爆源水下爆炸的载荷分布,通过LS-DYNA对自由场中水下爆炸双爆源、三爆源以及四爆源进行了水平阵列数值建模。基于ALE算法进行了数值计算,分析了爆炸冲击波的叠加效应、多爆源融... 多爆源的水下联合爆炸,使得水下环境更为的复杂。为探究多爆源水下爆炸的载荷分布,通过LS-DYNA对自由场中水下爆炸双爆源、三爆源以及四爆源进行了水平阵列数值建模。基于ALE算法进行了数值计算,分析了爆炸冲击波的叠加效应、多爆源融合气泡形态及载荷分布特性。结果表明:LS-DYNA-ALE算法可以较好地模拟水下爆炸过程。与单爆源相比,水平阵列多爆源冲击波峰值在竖直方向上增强,脉宽在水平方向上延长;融合气泡的坍塌发生在气泡两侧,射流也从两侧产生;融合气泡的脉动周期与爆源数量呈正相关;在局部效应外,融合气泡脉动载荷与爆源数量在气泡上方呈正相关,而在气泡下方呈负相关。拟合的经验公式对多爆源融合气泡载荷、气泡的参数分析以及相关研究工作的开展具有一定参考意义。 展开更多
关键词 水下爆炸 多爆源 融合气泡 气泡脉动 数值模拟
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CL-20基高爆速压装炸药的落锤冲击响应特性
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作者 徐风 蒋建伟 +2 位作者 王树有 李梅 郝泽辉 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期78-89,共12页
针对典型CL-20基高爆速压装炸药(C-1,94.5%CL-20+5.5%助剂)的发射安全性问题,开展了400 kg大型落锤试验对压装炸药C-1的冲击响应特性进行研究。同时,采用改进的应力率表征法及下限值法、特性落高法分别对该炸药的落锤冲击响应特性进行表... 针对典型CL-20基高爆速压装炸药(C-1,94.5%CL-20+5.5%助剂)的发射安全性问题,开展了400 kg大型落锤试验对压装炸药C-1的冲击响应特性进行研究。同时,采用改进的应力率表征法及下限值法、特性落高法分别对该炸药的落锤冲击响应特性进行表征,并与同类压装炸药JO-8和JH-2进行了对比。得到了不同落高下3种压装炸药底部实测应力曲线及表征参数,并讨论了3种炸药撞击感度的差异及C-1炸药撞击感度的影响因素。结果表明,改进的应力率表征法对炸药撞击感度的表征具有一定的有效性和普适性,与其他方法对撞击感度规律的反映具有一致性。C-1炸药的特性落高(H_(50))为1 m,分别为JO-8和JH-2炸药特性落高的62.50%和50.00%;C-1炸药不发生爆轰对应的后坐应力峰值(σ_(0))为748.90 MPa,分别为JO-8和JH-2的85.42%和64.33%;C-1的安全应力率参数(C_(0))为344 GPa^(2)/s,分别为JO-8和JH-2的45.87%和39.14%。CL-20的分子结构、C-1药柱的力学性能和热-化特性是造成其撞击感度高于JO-8和JH-2撞击感度的主要因素。 展开更多
关键词 CL-20基炸药 冲击响应特性 抗过载性能 大型落锤试验 安全判据
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进气面积连续可变旋转爆震燃烧室特性研究
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作者 宋飞龙 吴云 +3 位作者 陈鑫 李豪 邱晗 康晋辉 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第9期105-114,I0002,共11页
针对涡轮基旋转爆震发动机宽工况适应性需求,本研究提出了进气面积连续可调的旋转爆震燃烧室构型。通过实验手段系统探究了进气面积连续调节过程中燃烧室模态分布、进气堵塞特性及性能参数变化规律。结果表明:燃烧室存在旋转爆震、轴向... 针对涡轮基旋转爆震发动机宽工况适应性需求,本研究提出了进气面积连续可调的旋转爆震燃烧室构型。通过实验手段系统探究了进气面积连续调节过程中燃烧室模态分布、进气堵塞特性及性能参数变化规律。结果表明:燃烧室存在旋转爆震、轴向脉冲爆震与爆燃3种典型模态,起爆后连续调节进气面积仍能维持原有模态工作;进气喉道面积增大以及当量比的升高会使得进气堵塞比例提升与进气压比降低,在当量比为0.75时,进气堵塞比例最高为0.535,最低为0.286,同时动态调节过程中存在压力响应滞后现象,导致调节过程中的进气堵塞比例高于固定工况;由于滞后效应,燃烧室燃烧效率与总压恢复系数与固定工况时存在一定偏差,而调节结束后与固定工况参数吻合,进气喉道面积增大分别使燃烧效率与总压恢复系数提升,燃烧效率与总压恢复系数最高分别可达96.6%与92.3%。该研究为旋转爆震燃烧室进气几何调节规律提供了关键实验依据,推动了其在涡轮发动机中的工程化应用。 展开更多
关键词 旋转爆震 进气面积 连续可变 进气堵塞 燃烧效率 总压恢复系数
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高温高压下CH_(4)/C_(2)H_(6)及C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限
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作者 吴传栋 曹栋 +2 位作者 祁畅 闫兴清 喻健良 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期1-8,共8页
采用自主搭建的5L可燃气体爆炸特性实验平台,测量了初始温度为200~270℃、初始压力为0.4~0.6MPa的条件下,不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH_(4)/C_(2)H_(6)、C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限,揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比... 采用自主搭建的5L可燃气体爆炸特性实验平台,测量了初始温度为200~270℃、初始压力为0.4~0.6MPa的条件下,不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH_(4)/C_(2)H_(6)、C_(2)H_(6)/H_(2)O在纯氧中的爆炸上限,揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比和水蒸气浓度对乙烷爆炸上限的影响。结果表明,初始温度为200℃、初始压力为0.4~0.6MPa时,甲烷掺混比(0~0.5)对CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气爆炸上限的影响很小;随着初始压力的提高,CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气的爆炸上限均提高,且提高幅度逐渐降低;随着水蒸气浓度的提高(0~40%),C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气的爆炸上限大致呈线性降低;随着初始压力的提高,C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气的爆炸上限均提高。初始压力为0.5 MPa时,初始温度由200℃升至270℃,纯乙烷和C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气(水蒸气浓度为40%)的爆炸上限均随温度的升高而升高,且纯乙烷爆炸上限的增幅呈上升趋势。 展开更多
关键词 高温 高压 CH_(4)/C_(2)H_(6)混合气 C_(2)H_(6)/H_(2)O混合气 爆炸上限
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