非均质炸药冲击起爆临界判据中起爆参数的研究

以引信传爆序列中传爆管——主装药界面间的爆轰传递为例,研究了非均值炸药的冲击起爆理论,推导了飞片起爆和透射冲击起爆过程中爆轰界面的关键参数ｐ 和τ的计算关系式,对临界起爆能量的计算以及传爆序列的安全设计具有一定的指导意义。     

高能-钝感复合装药结构冲击波感度数值模拟

为得到复合装药结构对冲击波感度的响应情况,采用显式有限元程序AUTODYN对高能炸药和钝感炸药的复合结构进行隔板试验的数值模拟。分析被发药柱内部的压力时程曲线,并据此判定是否发生爆轰,继而得到反映冲击波感度的隔板值。模拟结果显示复合结构尺寸与冲击波感度的非线性关系,拟合得到的公式可为工程中装药结构设计提供参考依据。这种结构用于战斗部装填设计,能够提高战斗部在冲击波载荷下的安全性。     

科研动态

无起爆药雷管研制成功现在民用及军事工程所用雷管均由起爆药(正装药)和猛炸药(付装药)组成。由于起爆药感度高,雷管生产厂都必须自备生产起爆药车间。在起爆药生产过程中,产生大量毒性很大的废水和废气,严重毒害工人,污染环境,危害农作物生长和居民身体健康;同时在生产起爆药和制造雷管过程中,容易发生爆炸事故,造成人员伤亡和厂房、设备破坏。由于起爆药感度高,雷管在使用过程中也易发生事故。取消起爆药,是人们自1867年雷管出现后一百多年来的希望。1974年武汉冶金安全技术研究所与五机部804厂协作,经过四年多的努力,进行四万多发产品的反复试验,     

装药位置对深孔聚能爆破数值模拟与应用研究

为研究不同装药位置对深部聚能爆破增透的效果,构建了不同装药位置的数值模型,运用理论分析、数值模拟和现场应用相结合的方法,分析了深孔聚能爆破不同装药位置周围的应力分布和裂隙发育状态,开展工程试验考察了周围抽采钻孔瓦斯浓度和瓦斯纯量的变化。研究结果表明:不同装药位置相比,中端装药时爆破有效影响范围较大、应力作用时间较长,里端装药时较小,外端装药时最小;聚能爆破中端装药,其爆轰波和应力波作用于煤体的时间较长且应力值更大,爆破产生的裂隙深度主要在轴向上加深,轴向裂隙和径向裂隙比其他装药方式均有增加;爆炸产生的爆生气体与空气波二次作用产生反射波,延长了作用时间,有助于裂隙扩展,加速了赋存瓦斯解吸和流动,爆破效果更好;深部聚能爆破中部装药能够有效地提高煤层的透气性和瓦斯抽采率。     

PBXN-5传爆药安全可靠性试验方法研究

为满足引信传爆序列对高可靠性、高安全性火工药剂的需求,通过小隔板试验及升降法试验对PBXN-5传爆药的输出能力和冲击波感度作了分析和研究,小样本试验发现:当施主药柱装药相同,随施主与受主间隔板厚度增加,可靠起爆概率明显降低;但随受主药柱的装药尺寸的减小,传爆概率却增大。总之,受主药柱直径越小,隔板越薄,使用可靠性越高,结合安全使用性,计算得到合适的可靠度数据,为微型火工品装药提供参数依据。     

加热时钝感炸药LX-17的冲击波感度研究

介绍了钝感炸药 L X- 17的冲击波感度试验。在不同的温度下 ,用不同速度和大小的飞片冲击时 ,测得炸药的起爆阈值 ,发现温度越高 ,速度阈值下降 ,临界起爆面积减小。并对试验结果作了简要分析。     

炸药损伤及其对冲击起爆的影响

研究炸药损伤及其对冲击起爆的影响有助于认识冲击起爆的本质,可以为炸药起爆装置的设计提供理论依据,以及对于研究炸药外加载荷条件下的力学响应及安全评估等都具有重要的意义。本文对炸药损伤和其对冲击起爆的影响进行了论述,对炸药损伤的产生,损伤对冲击感度及冲击起爆的影响、损伤的理论以及数值模拟方面的内容进行了介绍和分析,最后就今后需要开展的工作发表了一些看法。     

炸药损伤及其对冲击起爆的影响

研究炸药损伤及其对冲击起爆的影响有助于认识冲击起爆的本质．可以为炸药起爆装置的设计提供理论依据，以及对于研究炸药外加载荷条件下的力学响应及安全评估等都具有重要的意义。本对炸药损伤和其对冲击起爆的影响进行了论述，对炸药损伤的产生，损伤对冲击感度及冲击起爆的影响、损伤的理论以及数值模拟方面的内容进行了介绍和分析，最后就今后需要开展的工作发表了一些看法。     

聚能射流引爆柴油的试验研究

为了掌握聚能射流引爆车辆油料的物理过程及其火球特征参数,以获取影响爆炸后果的因素,最终实现抑制爆炸后果的目的,进行Φ40 mm聚能装药引爆柴油的试验。采用高速照相机、红外热成像仪分别记录引爆柴油过程和柴油火球的温度参数。试验结果表明:引爆柴油瞬间会使油箱内发生蒸气爆炸,若油箱内未形成空气对流,则燃烧火焰在20 ms内自动熄灭;若引爆过程中油箱发生破裂,油蒸气与液滴将喷射出来,与空气混合形成喷射火,并产生液雾燃烧,其火球表面最高温度超过1 000℃。在液相区引爆形成的火球的温度只有482.6℃,远低于在蒸气区引爆产生的火球的温度。对油箱进行加固防止产生除弹孔外的其他裂口,以及避免聚能射流引爆油料蒸气区,均能有效抑制爆炸后果。     

瞬态温度载荷下固液混合装药内部温度响应研究

为了研究瞬态温度载荷作用下固液混合装药起爆点火过程,设计了瞬态温度载荷试验装置和瞬态温度测试系统。用黑火药爆炸温度作为瞬态温度载荷,测试了固液混合装药内部的温度响应过程,并与数值模拟进行对比分析。结果表明,设计的瞬态温度载荷测试系统可以研究装药对瞬态温度的响应。     

无起爆药毫秒电雷管的研究与应用

国内外现有工业雷管均装有起爆药。起爆药的冲击、摩擦、火焰感度高,使得雷管在制造,贮存、运装及使用过程中容易发生事故。这既不利于实现工艺自动化,而且每个火工品厂都必须建立起爆药车间,从而增加了建厂投资,也扩大了环境污染。为此,我们于1967年在实验室条件下,研制成装填于薄壁(1毫米)无缝钢管内的、无起爆药的瞬发电雷管;1970～1973年与804厂协作研制出冲压件装配的无起爆药瞬发电雷管和无起爆药火雷管;1979年又研制成无起爆药毫秒电雷管。     

裂纹宽度对分步压装装药撞击安全性的影响

针对装药裂纹与装药密度不均匀两个因素耦合作用下分步压装装药撞击安全性缺乏系统研究的问题,利用大型落锤加载装置对具有不同裂纹宽度的分步压装药柱进行了撞击加载试验,并分析了试验前、后药柱内部应力和密度分布状态的变化规律,讨论了裂纹宽度对分步压装装药撞击安全性的影响机制。结果表明:当裂纹宽度小于1.0 mm时,带裂纹分步压装药柱的撞击安全性均优于无裂纹药柱;但当裂纹宽度达到1.5 mm时,其撞击安全性明显降低。这主要是因为在撞击加载条件下,当裂纹未扩展时,裂纹区域的闭合过程能够吸收部分落锤撞击能量,减弱炸药颗粒径向流动趋势,进而降低"热点"形成的几率;而当裂纹发生扩展时,在裂纹扩展区域极易引发"热点"形成,使分步压装药柱的撞击安全性降低。可见,随裂纹宽增大,分步压装装药中裂纹所起的主要作用发生变化,从而导致装药的响应结果不同。     

环境温度对烟火药剂混触机械感度的影响研究

对烟花爆竹药剂典型氧化剂与还原剂的二元混合物在不同温度的条件下进行撞击感度及摩擦感度测试,分析不同氧化剂、还原剂及温度对二者混触的影响规律。结果表明:含有硫磺的药剂撞击感度值较大,含有镁铝合金粉的药剂摩擦感度值较大;随着温度升高,药剂的撞击感度值升高,而不同药剂的摩擦感度值表现出不同趋势,这与机械撞击和摩擦作用下起爆机理不同有很大的关系,并从理论上对实验结果进行分析。     

烟花爆竹用烟火药剂燃烧转爆轰试验研究

提出了一种改进的燃烧转爆轰试验装置和试验方法,新装置的规格及试样量与常用的发射筒烟花类似。根据烟花中烟火药剂作用的不同,对黑药开爆药、白药开爆药、笛音药、发射药、效果药等典型烟花爆竹用烟火药剂进行了燃烧转爆轰试验,若验证板出现变形深度超过17 mm、撕裂和破碎则视试样发生燃烧转爆轰,判定试样为白药,否则为黑药。结果表明,在同等装药条件下,烟火药剂的组成成分是决定是否发生燃烧转爆轰的关键,以KCl O4为氧化剂的开爆药和以笛音剂为主要成分的笛音发射药都被定为白药,而以KNO3为氧化剂的黑火药开爆药被定为黑药。将试验结果与时间-压力测试结果进行了对比分析,燃烧转爆轰的测试结果可避免对黑火药开爆药的误判。与时间-压力试验相比,燃烧转爆轰试验方法试验药剂量更大,操作更简单,判据更准确。     

某直列式起爆装置性能试验研究

通过测试某直列式起爆装置的瞬发度、解保时序安全性、冲击片雷管输出能力,研究该型起爆装置是否满足武器装备的要求。设计了一种用于模拟平台的解保指令及起爆指令的测试工装,以及一种可重复使用的雷管替代品。通过测试工装模拟平台的起爆编码,使用稳压源模拟平台为起爆装置提供工作电压,利用示波器查看从起爆指令给出到雷管起爆过程的时间差,测量起爆装置的瞬发度。当工作电压在20～32.6 V时,起爆装置瞬发度的分布范围在31.7～40.6μs,平均瞬发度为34.50μs,测得的瞬发度远小于系统所要求的250μs;该直列式起爆装置在接收到5种共50次异常解保信号下均不会起爆;根据钢块凹痕法(GJB 736.3—1989),利用钢块测定冲击片雷管的输出能力,凹痕深度在1.32～1.52 mm,满足指标要求。研究表明,该直列式起爆装置在较宽的工作电压范围下具有较好的一致性,在调试和使用中具有良好的安全性,并且在起爆冲击片雷管时具有良好的可靠性。基于直列式起爆技术的新型起爆系统满足武器装备的要求。同时所设计的电子安全解保测试工装能准确模拟具有不同判别时间窗的各通道的解保功能,并能安全可靠地按照平台的要求输出点火电...     

不同冲击方向下高压气体致裂岩石特征试验

为探索含瓦斯煤层增透性,提高抽采率,利用自主研制的真三轴高压气体冲击致裂岩石试验系统,开展不同冲击方向下高压气体致裂试验,试验变量为气体冲击方向与最大水平主应力的夹角,在三向应力的作用下开展高压气体冲击试验,得到冲击方向与最大水平主应力呈现0、30、45、60和90°夹角时岩石破裂形态及声发射响应。结果表明：高压气体冲击致裂岩石过程呈现5个显著阶段,即冲击起裂阶段、气压上升阶段、裂缝扩展阶段、气压稳定阶段和压力衰减阶段;高压气体冲击产生垂直裂缝和水平裂缝,射流角度增加后,垂直裂缝出现偏转,且偏转角度逐渐变大,裂缝偏转点也逐渐远离钻孔,水平断裂面呈现中间低四周高的形态;气体峰值压力随着射流方向与最大主应力的角度增加而增加,从0～90°峰值压力呈线性增长;分析声发射信号发现,岩石冲击破坏以张拉破坏为主、剪切破坏为辅,但随着射流角度增加,逐渐转变为剪切破坏为主的拉-剪复合破坏。     

雷管为什么容易爆炸

雷管是起爆材料之一。雷管在金属管壳(或硬纸管壳)中压入少量的起爆药或是起爆药与猛炸药的装药,由简单的开始冲能转为爆轰,继而引起炸药爆炸的器材。由于用途不同雷管可分为炮弹雷管和爆破雷管。用于工程爆破雷管又分为火雷管和电雷管。 雷管内装的起爆药大多是雷汞又称雷酸汞,因含有不稳定性雷酸根基团,又是重金属盐类,它极     

几种烟火药做功能力测试研究

论文参照炸药做功能力试验,采用铅(壤)法对3种微米级粉状烟火药的做功能力进行了测试研究.从点火方式、铅等温度、烟火药类型等三方面入手,分别研究了其对做功能力的影响.研究结果表明:装药密度较低的情况下可以通过电雷管起爆来达到烟火药的稳定爆轰;修正铅(壤)温度以便于试验结果统一比较;被测药剂中,雷药的做功能力最大,黑火药和红光剂做功能力相对较小.     

壳体缓释技术对带壳装药慢速烤燃反应烈度的缓解作用研究

为了研究2种典型壳体缓释技术对弹药慢速烤燃响应烈度的缓解作用,基于试验条件分别建立无缓释设计、侧壁加工应力槽和端盖加工泄压孔的带壳PBX装药慢速烤燃仿真模型,提出使用热分解反应动力学模型和燃烧反应模型模拟计算不同约束条件下带壳PBX装药从开始加热发生热分解反应到点火燃烧以及炸药与壳体耦合作用的烤燃过程的计算方法。研究结果表明：通过侧壁加工应力槽以及端盖加工泄压孔的缓释结构设计,可以有效地降低壳体破裂时炸药内部的压力及反应度,以达到缓解反应烈度的目的。     

煤粉尘爆炸转变为爆轰特性的研究

利用自行研制的多种激波管技术,研究了0.4～0.9MPa 的冲击波、0.06～0.10MPa 的冲击波和反射波引爆下,煤粉尘爆炸(亦称爆燃)特性和爆轰特性.研究表明,无论强冲击、弱冲击的引爆还是反射波引爆,煤粉尘均能由爆炸转变为爆轰.同时初步确定煤粉尘产生爆轰的临界起爆压力为0.085MPa.