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基于正交设计方法的双锥罩结构优化设计
李磊,,沈兆武
爆炸与冲击 , 2013, DOI: 10.11883/1001-1455(2013)06-0567-07
Abstract: ?设计了一种双锥药型罩,借助数值模拟和实验手段研究其成形及侵彻机理,利用正交设计方法研究不同结构的射流成形性能。结果显示该双锥罩在爆轰波作用下形成高速射流、翻转弹丸和杵体;小锥角2α显著影响射流头部速度;罩厚t′及大锥角2β高度显著性影响弹丸速度;最佳设计参数为t′=0.14cm、2α=50°、2β=135°、小锥角与大锥角罩口直径比N=0.4或0.5,其射流速度分别为6613、6839m/s,弹丸速度分别为2247、2095m/s,侵彻钢靶深度分别为8.24、8.31cm,开口孔径分别为2.12、2.08cm。最终优化的双锥罩结构合理,既保证了射流速度,又大大提高了弹丸速度,射流和弹丸先后侵彻目标,达到双重毁伤的目的;在低密度装药和小炸高条件下侵彻效果较理想。
大孔径双向聚能射孔弹的研究
李磊,沈兆武,
高压物理学报 , 2011, DOI: 10.11858/gywlxb.2011.06.010
Abstract: 设计了一种双锥药型罩与双向装药结构相结合的聚能射孔弹模型,通过数值模拟方法研究其射流成型机理,并计算其射流参数。结果显示:双锥药型罩的小锥角部分形成聚能射流,大锥角部分形成翻转弹丸,射流头部和弹丸的速度分别为6250m/s和1620.9m/s,弹丸长度和平均直径分别为26.1mm和8.6mm。结合数值模拟结果,对射流侵彻公式进行了修正,并利用修正公式预测该射孔弹侵彻钢靶的深度,计算结果为69.6mm。最后,按照该模型进行侵彻实验,实验回收弹丸的长度和平均直径分别为28.1mm和8.8mm,侵彻钢靶的深度和孔径分别为70mm和17mm。实验表明:数值模拟与理论计算方法相结合是可行的,能够有效地计算射孔弹的射流参数并预测其侵彻深度;该射孔弹侵彻性能优越。
MgH2对乳化炸药的压力减敏影响实验
程扬帆,,沈兆武
爆炸与冲击 , 2014, DOI: 10.11883/1001-1455(2014)04-0427-06
Abstract: ?将储氢材料MgH2作为敏化剂和含能材料引入到乳化炸药的配方中,通过冲击波动压发生装置和水下爆炸实验研究MgH2对乳化炸药抗冲击波性能的影响,并与玻璃微球敏化的乳化炸药进行对比。研究结果表明,MgH2能够显著减弱压力减敏作用对乳化炸药爆轰性能的影响,且同等受压程度下爆炸威力远大于玻璃微球敏化的乳化炸药。最后,通过扫描电镜研究受压乳化炸药微观结构,得出乳化基质破乳和有效“热点”减少是乳化炸药受冲击波作用后爆轰压力降低的主要影响因素。
爆炸容器内小药量实验动态标定压力传感器
薛冰,,沈兆武,余勇
爆炸与冲击 , 2015, DOI: 10.11883/1001-1455(2015)03-0437-05
Abstract: ?在爆炸容器中进行小药量空中爆炸实验,利用传感器序列测量冲击波速度,根据冲击波Rankine-Hugoniot关系获得测点近似理论峰值压力,从而实现压力传感器的标定,获得的灵敏度相对误差较小。同时测量了相应的冲击波参数,并利用Modified-Friedlander公式进行数据后处理,结果表明固定超压拟合更接近物理事实,固定正相时间拟合也具有较高精度。最后进行了误差分析,发现不同传感器特性及数据后处理方法都会带来一定误差。实验结果表明这种测量和后处理方法具有较高的精度,可以同时标定传感器和测量冲击波参数。
泡沫铝爆炸冲击特性的数值研究
倪小军,,沈兆武,李磊
爆炸与冲击 , 2013, DOI: 10.11883/1001-1455(2013)02-0120-06
Abstract: ?基于流体弹塑性模型,建立了泡沫铝在爆炸载荷下的冲击特性方程。采用Lagrange差分格式,在均匀网格上对方程进行了离散。编写了数值计算程序,进行了炸药在空中和水中爆炸的一维数值计算。爆炸场中考虑了泡沫铝密度、环境介质对泡沫铝材料冲击特性的影响。结果表明数值计算结果与理论解、实验实测结果基本吻合,证明所建立的泡沫铝的流体弹塑性本构方程可以用来描述泡沫铝的冲击特性;泡沫铝的密度越低,泡沫铝中的压力峰值越小;在接触爆炸条件下,泡沫铝外侧环境介质的性质对临近环境介质端泡沫铝中的压力影响明显,其中,环境介质若为空气,则临近空气端泡沫铝中的压力呈下降趋势,若环境介质为水,则临近水端泡沫铝中的压力呈上升趋势。
氢化镁储氢型乳化炸药的爆炸特性研究
程扬帆,,沈兆武
高压物理学报 , 2013, DOI: 10.11858/gywlxb.2013.01.006
Abstract: 通过理论计算和水下爆炸实验,初步研究了MgH2敏化储氢型乳化炸药的爆炸特性和爆轰反应机理。结果表明:与玻璃微球敏化的乳化炸药相比,MgH2敏化的乳化炸药水下爆炸的冲击波超压、比冲量、比冲击波能、比气泡能及水下爆炸比总能量显著增加,其中冲击波超压和水下爆炸总能量分别增加了20.5%和31.0%。MgH2储氢型乳化炸药的爆轰机理与玻璃微球敏化乳化炸药不同,MgH2在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用,即MgH2在乳化基质中水解产生均匀分布的氢气泡,起到了敏化作用,同时氢气参与爆炸反应,提高了炸药的爆炸能量和做功能力。
泡沫铝柱壳对药柱水下爆炸压力场影响的数值研究
倪小军,,沈兆武,李磊
高压物理学报 , 2014, DOI: 10.11858/gywlxb.2014.02.007
Abstract: 基于流体弹塑性模型,建立了描述泡沫铝在爆炸载荷下的冲击响应方程;采用Lagrange差分格式,在均匀网格上对方程进行了离散;编写数值计算程序,进行了药柱水下爆炸的一维数值计算,重点考虑了泡沫铝对水中爆炸冲击波分布的影响。结果表明,数值计算结果与实验数据、LS-DYNA模拟结果基本吻合,证明所建立的泡沫铝流体弹塑性本构方程可以用来描述泡沫铝的冲击响应行为,且泡沫铝对水中爆炸冲击波压力场的影响显著。
新型敏化气泡载体对乳化炸药爆炸威力及减敏性的影响
程扬帆,刘蓉,,沈兆武
煤炭学报 , 2014,
Abstract: 针对NaNO2敏化的传统乳化炸药存在的爆炸威力低和压力减敏问题,研制出了MgH2型储氢乳化炸药。该炸药使用储氢材料MgH2敏化,MgH2在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用。在炸药爆炸过程中MgH2参与爆轰反应,提高了乳化炸药的爆炸威力;当炸药受到外界压力作用时,MgH2受压会释放出H2,从而减弱敏化作用的破坏。水下爆炸和冲击波动压作用实验结果表明:与传统NaNO2型乳化炸药相比,MgH2型储氢乳化炸药具有优异的爆轰性能和抗压力减敏能力。最后,通过扫描电镜研究2种乳化炸药受压前后微观结构的变化,探讨MgH2型储氢乳化炸药抗压力减敏机理。
内铺煤粉方管内瓦斯预混火焰传播特性
汪泉,沈兆武,郭子如,
煤炭学报 , 2012,
Abstract: 为了研究煤粉对管内瓦斯预混火焰传播过程的影响,选用典型煤粉试样将其均匀铺于截面100mm×100mm、长1.5m的有机玻璃方管底部,采用高速摄像机/光电传感器、微细热电偶、压力传感器等测试得到了管内瓦斯火焰传播过程中火焰传播速度、火焰瞬态温度、燃烧压力等参数,并初步分析了煤粉影响瓦斯火焰传播的机制。结果表明:有煤粉时火焰传播速度有所增加,但燃烧反应持续时间明显增长;内铺煤粉时管内火焰温度的半峰宽度增加,测点处瞬态温度曲线呈现出较为明显的“双峰”结构,说明活性的煤粉与瓦斯火焰形成瓦斯-煤粉复合火焰;有无煤粉时燃烧压力峰值差别不大,但有煤粉时压力波脉冲宽度增加。
新型水下爆破切割弹的工程应用及数值模拟研究
程扬帆,刘蓉,,沈兆武
力学与实践 , 2012, DOI: 10.6052/1000-0879-12-248
Abstract: 通过钢管爆破切割实验和LS-DYNA数值模拟软件分析研究了爆破切割弹解决卡钻问题的可行性,然后针对安庆铜矿某一矿井的卡钻事故,并结合井下地质情况,在分析卡钻原因的基础上,设计一种新型水下爆破切割弹.通过加入12根铜管将线性聚能引入到新型水下爆破切割弹中,从而在爆破过程中形成了环形切割器,利用聚能射流侵彻钻杆以达到破坏钻杆的目的.通过爆破切割实验和工程实践可知,新型水下爆破切割弹能够有效解决卡钻事故,可为类似工程提供参考.
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