• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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钨合金柱形弹超高速撞击水泥砂浆靶的侵彻深度研究
钱秉文, 周刚, 李进, 李运良, 张德志, 张向荣, 朱玉荣, 谭书舜, 景吉勇, 张子栋
2019, 39(8): 083301. doi: 10.11883/bzycj-2019-0141
为探索钨合金柱形弹超高速撞击水泥砂浆靶的侵彻深度随撞击速度变化规律,利用二级轻气炮开展了$\varnothing $3.45 mm×10.5 mm的克级93 W钨合金柱形弹以1.82~3.66 km/s的速度撞击水泥砂浆靶的实验,利用CT图像诊断技术获得了侵彻深度和残余弹长随撞击速度的变化规律,对超高速撞击过程进行了数值模拟,结合数值模拟结果进一步分析了超高速撞击物理过程。结果表明:(1)超高速撞击条件下成坑是弹坑+弹洞型;(2)侵深-速度曲线呈现先增大后减小的现象,在弹速2.6 km/s附近存在侵彻深度极大值,约为8.5倍弹长,相对于中低速侵彻的深度并没有显著优势。(3)通过基于数值模拟得到的弹靶界面压力时程曲线将侵彻过程分为4个阶段,其中准定常侵彻阶段和第三侵彻阶段是决定总侵深的主要阶段。(4)随撞击速度增加,弹体侵蚀逐渐剧烈,此时准定常侵彻阶段的侵深变化不大,而第三侵彻阶段中的刚体侵彻部分大幅降低,导致总侵深大幅降低,使总侵深曲线呈现先增大后减小的现象。
关键词: 超高速撞击, 侵彻深度, 二级轻气炮, 水泥砂浆靶, CT图像诊断
防雷舱结构在聚能装药水下爆炸作用下的毁伤研究
王长利, 马坤, 周刚, 初哲, 王可慧, 陈春林, 赵南, 李名锐, 冯娜
2018, 38(5): 1145-1154. doi: 10.11883/bzycj-2017-0119
通过实验以及数值模拟,开展了防雷舱结构在聚能装药水下爆炸作用下的毁伤研究,探讨冲击波在多介质结构中的传播规律及其对结构的毁伤机理。结果表明:相同爆炸当量条件下,爆破型装药仅对空舱产生破坏,防雷舱的多介质复合结构对冲击波具有较强的衰减作用,聚能型装药形成的侵彻体可造成液舱前板及后板的穿孔,孔径约为装药直径的1/3~1/2。加宽液舱以及加厚液舱后板可以增强防雷舱的抗爆能力。
关键词: 防雷舱, 聚能装药, 水下爆炸, 毁伤
弹体侵彻混凝土的临界跳弹
段建, 王可慧, 周刚, 薛斌杰, 初哲, 李明, 戴湘晖, 耿宝刚
2016, 36(6): 797-802. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0797-06
为了保证钻地战斗部打击防护层目标时不发生跳弹,需要对弹体侵彻目标的临界跳弹角度进行分析和估算。开展了一定大长径比弹体斜侵彻混凝土的跳弹实验,分析了在250~430 m/s速度下弹体侵彻30和60 MPa钢筋混凝土的临界跳弹角度,给出了弹体临界跳弹角度包络线。当靶板强度相同时,随着侵彻速度的增加,弹体的临界跳弹倾角增大,增大的趋势逐渐变缓;在相同侵彻速度下,随着靶板强度的增加,弹体的临界跳弹倾角减小;经验公式分析得到的弹体临界跳弹倾角偏低于实验,但偏差基本在3°以内。
关键词: 爆炸力学, 跳弹性能, 侵彻战斗部, 混凝土, 临界跳弹角度
串联随进战斗部侵彻混凝土靶实验研究
段建, 杨黔龙, 周刚, 王可慧, 张颖, 田亚军, 初哲
2007, 27(4): 364-379. doi: 10.11883/1001-1455(2007)04-0364-06
设计了一种小尺寸串联随进战斗部,利用100 mm滑膛炮进行了不同弹速和不同着角下该战斗部侵彻混凝土靶实验。实验结果表明,前级聚能装药战斗部为二级随进战斗部的随进侵彻开辟了有利通道,串联战斗部的侵彻效果理想;尤其在小着角情况下侵彻,串联随进战斗部的侵彻效率大大提高。
关键词: 爆炸力学, 串联随进战斗部, 实验研究, 混凝土靶, 滑膛炮
小当量水中爆炸气泡的脉动现象
赵生伟, 周刚, 王占江, 张颖, 梁志刚
2009, 29(2): 213-216. doi: 10.11883/1001-1455(2009)02-0213-04
为研究水中爆炸气泡的脉动现象,设计了用于小当量(10 g TNT)水中爆炸研究的爆炸水箱,在爆炸水箱装置中进行了多次0.125、1.000、3.370、8.000 g TNT当量的PETN球形炸药水中爆炸试验。采用高速摄影系统获得了气泡脉动图片;给出试验范围内气泡脉动过程中气泡直径、速度及加速度随时间变化的拟合曲线。对气泡脉动直径和周期数据进行了分析,这些数据基本符合爆炸相似律。
关键词: 爆炸力学, 气泡脉动, 爆炸水箱, 水中冲击波
快速热点火熔奥梯铝炸药燃烧转爆轰实验研究
赵生伟, 周刚, 丁洋, 王长利
2019, 39(3): 032103. doi: 10.11883/bzycj-2017-0396
以熔铸型含铝混合炸药熔奥梯铝为对象,研究铸装含铝混合炸药快速热点火后的燃烧转爆轰特性。建立了快速热点火燃烧转爆轰实验平台,由实验装置(加热装置、约束钢管、炸药)、压力测试系统、光纤测速系统组成;加热装置加热15 mm厚45钢钢板,峰值温度大于1 100 ℃,温升速率为85~95 ℃/s。开展了快速热点火带壳熔奥梯铝炸药燃烧转爆轰实验,由加热装置加热约束钢管内熔奥梯铝炸药,炸药化学反应阵面压力和传播速度分别由压电性高压压力传感器和光纤探针测定;实测阵面压力约1 GPa,传播速度最大约2 600 m/s。由光纤数据获得炸药化学反应阵面传播轨迹,通过特征线方法获得冲击形成点,半定量给出冲击形成距离大于850 mm;并比较了管体破片质量实测值与炸药完全爆轰时破片平均质量计算值,实测值远小于计算值。综合实测化学反应阵面传播速度和压力、冲击形成距离分析、破片质量比较,可确定熔奥梯铝炸药没有发生完全爆轰,其化学反应状态为爆燃。另外,采用Adams和Pack模型、CJ燃烧模型,都能够半定量的预估冲击形成距离和燃烧波后压力,为实验设计提供依据,但CJ燃烧模型的计算结果更接近于实测值。
关键词: 快速热作用, 熔奥梯铝, 燃烧转爆轰, 热响应
用于爆炸流场与结构间相互作用分析的Euler-Lagrange耦合模拟技术
浦锡锋, 王仲琦, 白春华, 周刚
2011, 31(1): 6-10. doi: 10.11883/1001-1455(2011)01-0006-05
介绍了1种把Eulerian计算过程和Lagrangian计算过程耦合起来的数值技术,编写了计算程序, 把爆炸流场作用过程和结构动力学响应过程的计算结合起来,实现了爆炸流场对结构加载和结构动力响应 及对爆炸流场反作用过程的模拟。利用Eulerian过程的流体弹塑性有限差分计算程序MMIC(multi-materialsincell) 模拟爆炸流场发展过程,利用Lagrangian过程的结构动力学有限元计算程序模拟结构响应。应用 Euler-Lagrange耦合技术分析了爆炸作用下飞片的变形、破坏和对靶体的侵彻过程,计算结果表明,本文的方 法可以较好地反映流场与结构各自的运动发展及相互间作用过程。
关键词: 爆炸力学, 侵彻, Euler-Lagrange耦合技术, 飞片
小当量炸药深水爆炸气泡脉动模拟实验
马坤, 初哲, 王可慧, 李志康, 周刚
2015, 35(3): 320-325. doi: 10.11883/1001-1455-(2015)03-0320-06
为在实验室内开展深水爆炸气泡脉动规律研究,通过增加水面大气压强来模拟水中静水压的方法,建立可模拟深水环境的爆炸容器。开展不同模拟水深条件下的3种当量炸药的水下爆炸实验,得到了气泡脉动过程图像,验证小当量深水爆炸模拟实验与自由场实验的等效性,分析气泡脉动周期与最大半径同模拟水深的关系。实验结果表明:容器壁面反射效应对气泡脉动过程的影响可以忽略不计,模拟实验可等效为自由场实验;深水爆炸气泡脉动周期及最大半径随流体静力深度增加的衰减系数分别为-0.83和-0.364。
关键词: 爆炸力学, 气泡脉动周期, 衰减系数, 水下爆炸, 深水模拟