• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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烤燃条件下HMX/TATB基混合炸药多步热分解反应计算
马欣, 陈朗, 鲁峰, 伍俊英
2014, 34(1): 67-74. doi: 10.11883/1001-1455(2014)01-0067-08
采用多步热分解反应动力学模型,描述单质炸药热分解反应,提出了多组分网格单元计算方法,对以HMX/TATB为基的多元混合炸药在烤燃条件下的热反应过程进行了计算。通过炸药烤燃实验测量了炸药内部温度,获得了炸药点火时间,验证了计算的准确性。分析了混合炸药组成比例的变化对炸药热反应性能的影响。在HMX/TATB混合炸药热反应阶段,主要是HMX发生分解反应释放热量,TATB的反应量很少,随着混合炸药中TATB含量的增多,炸药的点火时间逐渐增长,点火温度逐渐增高,炸药热安全性增强。
关键词:
不同晶型CL-20热分解反应机理计算分析
张力, 陈朗, 王晨, 伍俊英
2014, 34(2): 188-195. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0188-07
基于反应力场,采用NPT、NVT系综和Berendsen方法,对-、-和-CL-20超晶胞在不同温度下 的热分解反应过程进行分子动力学计算。结果表明:3种晶型CL-20的初始分解路径均是五元环和六元环中 的N-NO2键断裂生成NO2 自由基,生成的主产物包括N2、H2O、CO、CO2、NO2、NO3、HNO2、HNO3、 N2O5、N2O2和NO 等。相同晶型的CL-20发生热分解生成的主产物的反应速率常数随温度的升高而增大。
关键词: 爆炸力学, 反应路径, 热分解, CL-20, 晶型, 反应速率常数
低冲击下固体推进剂延迟起爆现象
王永杰, 鲁建英, 伍俊英, 陈朗
2009, 29(2): 131-136. doi: 10.11883/1001-1455(2009)02-0131-06
为了研究固体推进剂在低强度冲击作用下的延迟爆轰现象(XDT),设计了2次冲击波加载的双隔板实验。用X光摄像技术观测了推进剂在低强度冲击作用下的延迟起爆现象。建立了推进剂双隔板实验计算模型,运用非线性动力学有限元方法对推进剂的双隔板实验进行了数值模拟,得到推进剂在2次独立冲击波加载作用下的压力历史,分析了推进剂发生延迟爆轰的受力过程。结果表明,在强度较低的冲击波作用下,该推进剂会发生XDT现象,对推进剂重复冲击加载作用和推进剂在加载作用下的敏化程度是控制XDT现象发生的主要因素。
关键词: 爆炸力学, XDT现象, 双隔板实验, 推进剂, 冲击
有氧化剂(AP)含铝炸药的爆轰性能
蒋小华, 龙新平, 何碧, 陈朗, 黄毅民, 张海斌
2005, 25(1): 26-30. doi: 10.11883/1001-1455(2005)01-0026-05
对有氧化剂含铝炸药(RDX/AP/Al/粘合剂=20/43/25/12,下称含铝炸药)爆轰反应的点火增长模型进行研究。用VLW状态方程方法计算了含铝炸药爆轰产物JWL状态方程;用激光速度干涉仪(VISAR)测量炸药/窗口界面粒子速度和炸药驱动金属平板自由表面速度,对试验进行了数值模拟计算,拟合了含铝炸药的反应速率方程。研究结果表明,用VLW状态方程方法和炸药/窗口界面粒子速度确定JWL状态方程和反应速率方程可行,金属平板驱动试验的计算结果与试验结果吻合。
关键词: 爆炸力学, 反应速率方程, VISAR, 含铝炸药, JWL状态方程, VLW状态方程
多组分PBX 炸药细观结构冲击点火数值模拟
王晨, 陈朗, 刘群, 皮铮迪, 胡晓棉
2014, 34(2): 167-173. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07
建立了炸药颗粒自由堆积三维计算模型,考虑了炸药颗粒尺寸和位置的随机分布、粘结剂对炸药 颗粒的包覆和不同组分炸药颗粒间的级配;采用非线性有限元方法,对炸药颗粒由自由堆积到密实装药的压 药过程进行模拟,构建了PBX炸药细观结构模型;对多元PBX 炸药(HMX+TATB+Estane)细观结构冲击 点火过程进行了计算,考虑冲击作用下炸药内部热力耦合作用和自热反应,计算不同组分比例混合炸药的冲 击点火性能,分析了炸药组分对冲击点火的影响。研究表明TATB含量增加,混合炸药冲击感度降低。
关键词: 爆炸力学, 细观结构模型, 三维计算模型, PBX炸药, 冲击点火
CL-20基混合炸药的冲击起爆特征
皮铮迪, 陈朗, 刘丹阳, 伍俊英
2017, 37(6): 915-923. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0915-09
为了研究CL-20基混合炸药的冲击起爆特征,深入分析冲击波作用下CL-20基混合炸药的爆轰成长规律,采用炸药驱动飞片冲击起爆实验方法,对CL-20、CL-20/NTO和CL-20/FOX-7三种压装混合炸药进行了冲击起爆实验,通过嵌入在炸药内部不同位置处的锰铜压力传感器,获得了炸药内部压力的变化历程。依据实验结果标定了混合炸药的点火增长模型参数,其中,利用反应速率方程中的两个增长项,分别模拟CL-20/NTO和CL-20/FOX-7混合炸药中两种组分的反应增长过程,得到这两种混合炸药的反应速率方程参数。并通过数值模拟的方法得到了三种炸药的临界起爆阈值和POP关系。研究结果表明:三种CL-20基混合炸药中,CL-20/NTO混合炸药具有更高的临界起爆阈值,而CL-20/FOX-7混合炸药具有更长的爆轰成长距离;此外,利用此套拟合双组分混合炸药反应速率方程的方法,可以对新型配方炸药的冲击起爆过程进行预测性计算
关键词: 冲击起爆, CL-20, NTO, FOX-7, 点火增长反应速率方程
非理想炸药在混凝土介质中的爆炸做功特性
胡宏伟, 冯海云, 陈朗, 顾晓辉, 宋浦
2018, 38(1): 197-203. doi: 10.11883/bzycj-2016-0123
为了研究非理想炸药的做功能力,对TNT、PBXN-109、AFX-757和CL-20基炸药进行了混凝土介质内爆炸实验,测量了实验炸药爆炸形成的混凝土腔体容积,通过量纲分析和实验数据建立了混凝土腔体容积的计算模型,并采用自行设计的混凝土腔体容积方法评价了炸药的爆炸做功特性。结果表明,混凝土腔体容积法能够用于评估非理想炸药的做功能力,单位质量同类型炸药的混凝土腔体容积基本一致。混凝土腔体容积与炸药能量(或炸药质量与爆热的乘积)存在线性关系,炸药混凝土中内爆炸的相对做功能力可以通过爆热当量确定。
关键词: 非理想炸药, 混凝土, 做功能力, 爆热, 量纲分析
铝粉含量和粒度对CL-20含铝炸药水中爆炸反应特性的影响
胡宏伟, 严家佳, 陈朗, 郭炜, 宋浦
2017, 37(1): 157-161. doi: 10.11883/1001-1455(2017)01-0157-05
为了研究CL-20基含铝炸药的爆炸反应机理,利用水中爆炸实验,测量了不同铝粉含量和粒度的CL-20炸药水中爆炸的冲击波参数、二次压力波参数,计算了冲击波能和气泡能。结果表明,水中爆炸的冲击波能和气泡能表征了爆轰和二次反应两个阶段的炸药爆炸能量分配,CL-20炸药中的铝粉主要在二次反应阶段发生反应,只有少部分的铝粉参与了早期的爆轰反应。气泡脉动形成的二次压力波能描述铝粉含量和粒度对二次反应过程的影响,铝粉含量对炸药的二次反应有显著的影响;铝粉粒度对炸药的水下爆炸的初始冲击波参数、冲击波能和气泡能的影响很小,对铝粉与爆轰产物的二次反应速率影响较大。
关键词: 爆炸力学, 气泡冲量, 水中爆炸, CL-20炸药, 铝粉含量, 二次反应, 含铝炸药
CL-20混合炸药的爆轰波结构
刘丹阳, 陈朗, 王晨, 张连生
2016, 36(4): 568-572. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0568-05
基于爆轰数值模拟计算,分析了CL-20混合炸药爆轰反应的特征,设计了炸药与窗口的界面粒子速度测量实验装置;采用激光干涉法,测量了C-1炸药(CL-20/粘合剂/94/6)与窗口的界面粒子速度; 运用先求导、再分段拟合的方法,对界面粒子速度随时间的变化曲线进行了数据处理,确定了炸药爆轰CJ点对应的时间位置;根据CJ点对应的粒子速度,计算获得了炸药的爆轰反应区宽度和CJ爆轰压力。结果显示:密度为1.943 g/cm3的C-1炸药的爆轰反应时间为38 ns,CJ压力为34.2 GPa。
关键词: 爆炸力学, 爆轰反应区, 激光干涉法, CL-20混合炸药
受热炸药的冲击起爆特征
陈朗, 刘群, 伍俊英
2013, 33(1): 21-28. doi: 10.11883/1001-1455(2013)01-0021-08
设计了炸药驱动飞片起爆受热炸药的实验装置,该装置既能够对实验炸药进行均匀地加热,又能够避免高温对加载炸药的影响。利用设计的实验装置对PBXC10炸药(HMX/TATB复合炸药)进行了14、100、140、160和180 ℃等5种不同加热温度下的冲击起爆实验,测量了该炸药内部压力的成长历程。采用点火增长反应速率方程对PBXC10炸药冲击起爆进行了数值模拟。根据实验结果,标定了不同温度下PBXC10炸药的点火增长模型参数,并给出了模型参数随温度变化的关系式,获得了不同温度下炸药的Pop关系。研究结果表明:PBXC10炸药的冲击波感度随温度的升高而升高,但与HMX炸药相比,其冲击波感度对温度的敏感性明显降低,这是因为PBXC10炸药中的TATB具有较好的降感作用。
关键词: 爆炸力学, 冲击起爆, 点火增长反应速率方程, 受热炸药
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