• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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铅飞层中斜冲击波对碰马赫反射行为实验研究
张崇玉, 胡海波, 王翔, 刘宁文
2019, 39(4): 043102. doi: 10.11883/bzycj-2017-0441
采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS)和高速光电分幅相机照相两种精密诊断技术,对铅飞层中斜冲击波对碰后的反射行为进行了观测。获得了飞层对碰部位速度-时间历史曲线和凸起形貌演化图像,给出了凸起轮廓发展演化过程、压力分布等实验数据和信息。结合冲击波反射理论,对铅飞层对碰区动力学现象进行了分析和解释,证实铅飞层中斜冲击波对碰后发生了马赫反射。
关键词: 铅飞层, 斜冲击波对碰, 马赫反射, 线阵DPS, 高速光电分幅相机
爆轰波对碰加载下平面金属样品动载行为实验研究
陈永涛, 洪仁楷, 王晓燕, 陈浩玉, 张崇玉, 胡海波
2016, 36(2): 177-182. doi: 10.11883/1001-1455(2016)02-0177-06
进行冲击波对碰加载简易平面金属Sn和W样品实验,采用X射线照相和激光干涉测速系统进行联合诊断,给出了2种材料冲击波对碰区表面微喷及主体破碎物质的直观图像,研究了Sn和W样品对碰区动力学行为,并比较分析2种材料对碰区特征的异同,给出了定性物理解释,实验结果可为爆轰波对碰加载下材料动力学特性的理论研究提供数据支撑。
关键词: 爆炸力学, 主体破碎, 表面喷射, 联合诊断, X射线照相装置, DSP, 爆轰波对碰
爆轰加载下金属材料的微层裂现象
陈永涛, 洪仁楷, 陈浩玉, 胡海波, 汤铁钢
2017, 37(1): 61-67. doi: 10.11883/1001-1455(2017)01-0061-07
通过在LiF窗口撞击镀膜面增加一薄层LiF和对LiF窗口反光面进行漫反射面镀膜处理的方法,对传统Asay窗诊断技术进行了改进,获得了微层裂物质高质量的实验信号。将改进后Asay窗技术与中能X射线照相及激光干涉测速技术相结合,实验给出了熔化状态下Sn材料微层裂物质不同时刻的密度空间分布图像及演化特征,且不同测试技术诊断结果半定量吻合。得到Sn材料微层裂物质的清晰物理图像,可为微层裂物理机理的认识和物理建模提供实验数据。
关键词: 固体力学, 微层裂, X射线照相, Asay窗, DPS测速, LiF
压装密实炸药装药非冲击点火反应传播与烈度演化实验研究进展
胡海波, 傅华, 李涛, 尚海林, 文尚刚
2020, 40(1): 011401. doi: 10.11883/bzycj-2019-0346
简要概述了国内外同行最近二十多年来对炸药安全性精密物理实验研究认识进展历程,聚焦分析了炸药安全性研究领域一些传统流派在事故反应机理认知和反应行为建模理论方法上的通常误区。本文中还引证了本研究团队近年开展的一组分解实验进行案例点评,对非冲击点火事故反应在装药结构中的传播及反应演化行为的复杂表现背后共同的基本行为机制进行了集中解读。本文中介绍的系列实验从主导机理视角展示了非冲击点火事故演化物理图像的诸多关键细节。对典型密实炸药而言,非冲击点火反应的本质是炸药表面层燃烧反应主体行为,因高压气体产物流动与炸药间隙及基体中裂纹演化耦合,使反应烈度走向呈现极度非线性特征,同时会因主炸药的燃速特性及约束结构的变形、破裂而存在限制,使得密实炸药DDT转化难于在典型装药结构中发生。
关键词: 密实炸药, 非冲击点火, 层流燃烧, 缝隙对流, 基体断裂, 结构响应, 反应烈度, 建模校验
强约束球形装药反应裂纹传播和反应烈度表征实验
李涛, 胡海波, 尚海林, 傅华, 文尚刚, 喻虹
2020, 40(1): 011402. doi: 10.11883/bzycj-2019-0348
炸药燃烧的高温高压气体产物可以进入基体裂纹中引发炸药表面热传导燃烧,形成所谓的对流燃烧。在一定约束条件下,不断上升的气体压力反过来又使炸药基体产生更多的裂纹,为对流燃烧提供更多的通道和燃烧表面积,快速生成大量产物气体导致高烈度反应现象的产生。本文中设计了一种新型强约束球形装药中心点火实验,针对一种HMX为基的PBX炸药,对高烈度反应条件下燃烧裂纹传播和反应增长过程进行了观测,实验中采用测得的反应压力和壳体速度历程对反应烈度进行了量化表征。在带窗口结构中,早期炸药中的燃烧裂纹不可见;中期燃烧裂纹扩展到药球表面时,先形成4条沿经线方向近似对称的主裂纹,随后环向贯通并扩展到整个药球表面;最后的剧烈反应造成强烈发光。上述反应演化经历低压增长阶段约为100 μs,之后伴随着壳体变形膨胀产生剧烈的反应,此时产物压力在约10 μs时间内超过1 GPa,并形成约20%相对于裸炸药爆轰的超压输出。在全钢结构中,20 mm厚的壳体膨胀速度最大可达到500 m/s,此时壳体完全破裂。
关键词: 对流燃烧, 脆性PBX炸药, 反应裂纹, 剧烈爆炸
炸药裂缝燃烧增压过程的一维理论
尚海林, 胡秋实, 李涛, 傅华, 胡海波
2020, 40(1): 011403. doi: 10.11883/bzycj-2019-0345
为了深入理解炸药裂缝燃烧演化过程中的压力增长行为,提升对事故点火下武器装药向高烈度反应转变机制的认识水平,基于炸药预置裂缝燃烧演化压力历程分析,对某HMX基PBX炸药裂缝燃烧的增压过程开展了理论计算。采用气体动力学相关理论建立了简化的炸药燃烧产物流动模型,基于一维等熵流动假设预测了不考虑黏性和摩擦阻力情况下炸药预置裂缝的燃烧压力增长过程,计算结果显示压力增长阶段与实验结果定性符合,为理解炸药裂缝燃烧的增压行为提供了一种理论解释。
关键词: 炸药裂缝, 对流燃烧, 增压, 等熵流动
长管强约束条件下压装PBX炸药点火实验研究
邱天, 文尚刚, 李涛, 胡海波, 傅华, 尚海林
2020, 40(1): 011405. doi: 10.11883/bzycj-2019-0360
为探究压装炸药PBX-A在较强约束条件下、在药柱一端使用点火药引燃后能否发生燃烧转爆轰,在传统DDT管的基础上重新设计了特定位置约束增强的厚壁钢柱壳管实验装置,利用多路PDV诊断技术,配套高速摄影记录对点火药引燃炸药实验过程中的柱壳膨胀、断裂特性等实验现象进行了全过程连续监测。对比由爆轰驱动的相同装药条件下实验现象及对应过程物理状态的区别,发现:爆轰实验和点火实验 的总反应时间历程存在数量级的差别;柱壳上各个测点速度历程反映出装置内部炸药反应引起的压力增长历程特征,以及炸药反应的传播过程均存在明显差异。分析表明,在较强约束条件下,典型压装炸药PBX-A在一端使用点火药引燃后的反应行为实际是以高温、高压反应产物沿装药缝隙对流,炸药表面的层流燃烧及其伴随的结构响应行为为主要表现形态;从反应压力水平及其增长的时间历程来看,炸药基体中没有形成冲击波,因而无法实现从冲击到爆轰的转变。
关键词: 压装PBX, 燃烧转爆轰, 层流燃烧, 对流传播
平面金属飞层对碰区速度剖面的精密测试
张崇玉, 胡海波, 王翔
2016, 36(4): 557-561. doi: 10.1/1001-1455(2016)04-0557-05
采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS),对钨合金平面飞层对碰区速度剖面进行了精密测试研究,获得了4 mm长度范围内16个测点的速度-时间曲线。对速度曲线进一步处理后,给出了对碰区凸起轮廓发展演化过程、对碰区压力分布、材料表面是否发生破坏等丰富的实验参量和信息。实验结果表明,在本文实验装置构形下,冲击波对碰后发生规则反射,对碰后压力约为对碰前压力的2.5倍;冲击波对碰后的压力分布决定对碰区的凸起结构,钨合金飞层对碰区凸起为“尖”形结构。
关键词: 爆炸力学, 速度剖面, 线阵DPS, 对碰区
平面金属飞层对碰区速度剖面的精密测试
张崇玉, 胡海波, 王翔
2016, 36(4): 557-561. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0557-05
采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS),对钨合金平面飞层对碰区速度剖面进行了精密测试研究,获得了4 mm长度范围内16个测点的速度-时间曲线。对速度曲线进一步处理后,给出了对碰区凸起轮廓发展演化过程、对碰区压力分布、材料表面是否发生破坏等丰富的实验参量和信息。实验结果表明,在本文实验装置构形下,冲击波对碰后发生规则反射,对碰后压力约为对碰前压力的2.5倍;冲击波对碰后的压力分布决定对碰区的凸起结构,钨合金飞层对碰区凸起为尖形结构。
关键词: 爆炸力学, 速度剖面, 线阵DPS, 对碰区