收藏 分销(赏)

PBX-9404炸药临界起爆特性数值模拟_栗丁丁.pdf

上传人:自信****多点 文档编号:247311 上传时间:2023-05-08 格式:PDF 页数:8 大小:579.62KB
下载 相关 举报
PBX-9404炸药临界起爆特性数值模拟_栗丁丁.pdf_第1页
第1页 / 共8页
PBX-9404炸药临界起爆特性数值模拟_栗丁丁.pdf_第2页
第2页 / 共8页
PBX-9404炸药临界起爆特性数值模拟_栗丁丁.pdf_第3页
第3页 / 共8页
亲,该文档总共8页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述

1、第 44 卷第 4 期兵 器 装 备 工 程 学 报2023 年 4月收稿日期:2022 07 27;修回日期:2022 08 15作者简介:栗丁丁(1999),男,硕士研究生,E-mail:1430296816 qq com。通信作者:何中其(1978),男,讲师,E-mail:hzq555163 com。doi:1011809/bqzbgcxb202304026PBX-9404 炸药临界起爆特性数值模拟栗丁丁,何中其(南京理工大学,南京210094)摘要:为研究 PBX-9404 炸药临界起爆特性问题,建立卡式隔板试验的冲击起爆计算模型,采用 AUTODYN 数值模拟软件和 Lee-Tar

2、ver 点火增长模型,对 PBX-9404 炸药在冲击波的作用下的临界起爆特性进行数值模拟。利用模拟计算与文献验证方法确定适合描述该试样炸药冲击起爆过程的 Lee-Tarver 模型参数,通过模拟计算冲击波在有机玻璃中的传播过程与实验对比的方法验证数值模拟的准确性。数值模拟结果表明:通过改变隔板材料、壳体厚度、点火方式等 3 种途径,冲击阻抗大的隔板材料临界隔板值小;壳体厚度越大,试样炸药的临界隔板值越大,临界起爆压力越小,当厚度值增加到 5 mm 后,两者不再变化;在 3 种点火方式里,点起爆的临界隔板值最小,面起爆的最大。关键词:PBX-9404 炸药;Lee-Tarver 点火增长模型;

3、临界起爆特性;临界隔板值;临界起爆压力;数值模拟本文引用格式:栗丁丁,何中其 PBX-9404 炸药临界起爆特性数值模拟J 兵器装备工程学报,2023,44(4):186 193Citation format:LI Dingding,HE Zhongqi J Journal of Ordnance Equipment Engineering,2023,44(4):186 193中图分类号:O389文献标识码:A文章编号:2096 2304(2023)04 0186 08Numerical simulation of critical initiation characteristicsof t

4、he explosive PBX-9404LI Dingding,HE Zhongqi(Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China)Abstract:In order to study the critical initiation characteristics of the explosive PBX-9404,this paperestablishes a calculation model of shock initiation of cartridge diaphragm tests The cr

5、itical initiationcharacteristics of PBX-9404 are numerically simulated under the action of shock wave by using AUTODYNnumerical simulation software and Lee-Tarver ignition growth model The Lee-Tarver model parameterssuitable for describing the shock initiation process of the sample explosive are det

6、ermined by using themethods of simulation calculation and literature verification The accuracy of the numerical simulation isverified by simulating the propagation process of the shock wave in plexiglass and experimentalcomparison The numerical simulation results show that,by changing the clapboard

7、material,shellthickness and ignition mode,the critical clapboard value of the clapboard material with a large impactimpedance is small The larger the shell thickness is,the larger the critical clapboard value of the sampleexplosive is,and the smaller the critical initiation pressure is;when the thic

8、kness value increases to 5mm,the two will not change In the three ignition modes,the critical clapboard value of point initiation isthe smallest and that of surface initiation is the largestKey words:explosive PBX-9404;Lee-Tarver ignition growth model;critical initiation characteristics;critical dia

9、phragm value;critical initiation pressure;numerical simulation0引言隔板实验是用于测定炸药冲击起爆特性的典型方法,利用临界隔板值定性表征不同试样的相对冲击波感度大小。冲击波感度是指在冲击波作用下,炸药发生爆轰的难易程度,是衡量炸药安全性能的一个重要指标1,为了能够定量表征该临界条件,很多人用冲击波压力表征试样的冲击起爆阈值2 4,因此我们用临界隔板厚度和临界起爆压力来描述试样炸药的临界起爆特性。在隔板实验过程中,冲击波会经过有机玻璃进入试样炸药,探究冲击波在有机玻璃中的衰减规律,可以为试样炸药临界起爆特性的研究奠定基础,当然隔板材料

10、的差异、试件壳体厚度的不同、点火方式的改变都会影响试样炸药的临界起爆特性,有学者在这些方面做过研究,例如文献 5采用PVDF 压电式压力传感器测量了在平面波透镜加载下经不同厚度有机玻璃隔板衰减后的冲击波压力历程,结果表明冲击波加载及装置尺寸的不同,密实介质的衰减系数会有所差别;文献 6 获得了由有机玻璃与 LY-12 铝合金组合的双层介质隔板排序、总厚度与厚度分配对透射到被发炸药中冲击波各参量的影响规律,认为选取波阻抗递增的排序时,透射冲击波能量较低,对炸药的安全性更有利。模拟计算中,常常采用 Lee-Tarver 点火增长模型来描述试样炸药的冲击起爆过程7,但是对于 PBX-9404 炸药,

11、不同学者给出的 Lee-Tarver 参数存在一定的差异,这些模型参数是否适合来描述炸药冲击起爆过程还需与实验进行对比验证。由于隔板实验的零部件都是一次性的,做一次实验需要更换一次实验部件,不能做重复的实验,因此做冲击波起爆隔板实验需要消耗大量的人力、物力、财力,这就使得采用实验方法获得的实验数据非常有限且非常来之不易。目前对于 PBX-9404 炸药的临界起爆特性的研究鲜有报道,在数值模拟方面的研究也少之又少,因此本文采用数值模拟和文献验证的方法,对 PBX-9404 炸药的临界起爆特性问题进行探究。1数值计算模型1 1几何模型模型参考 GJB772A97 中卡式隔板法的实验装置,按照实验尺

12、寸建立计算模型如图 1 所示。图 1 中,主发药柱为钝化黑索今(DX)药柱,药柱尺寸为直径 40 mm、高度 25 mm,密度为 1 600 kg/m3;隔板材料为有机玻璃,隔板尺寸为直径40 mm;试件壳体和见证板材料为钢,尺寸分别为 32 mm 26 mm 76 mm 的钢管和 100 mm 100 mm 6 mm 的钢板;受发药柱选择 PBX-9404 炸药,密度为 1 842 kg/m3。由于模型是轴对称模型,因此建立二维模型更方便计算。主发药柱 DX 采用 Euler 算法,建立一个可以覆盖 DX爆炸范围的空气计算域,其余部分采用 Lagrange 算法。欧拉网格尺寸 0 67 mm

13、 0 67 mm,拉格朗日网格尺寸 0 5 mm 0 5 mm。通过 join 设置连接,连接隔板、试件壳体与验证板,通过 interaction 设置接触,隔板与试样炸药、试样炸药与试件壳体和验证板的作用过程均采用 Lagrange/Lagrange 耦合算法计算。图 1计算模型Fig 1 The calculation model1 2材料模型空气材料采用 IDEAL AI 状态方程,其表达式为:p=(1)e pshift(1)式中:P、e 和 pshift分别为压力、绝热指数、密度、内能和初始压力。试件壳体材料和见证板采用材料库里的 Steel 4340,状态方程选用 Linear,强度

14、模型采用 Johnson-cook,失效模型基于 Mott 破片分布理论的 Stochastic 随机破坏模型8,失效准则为 Principal Stress,Principal Tensile Failure Stress 值 取0.035 Mbar,侵蚀准则选用 Geometric Strain,Erosion Strain 值取 1。强度模型表达式为:Y=(A0+B0np)(1+Cln?p?0)1 (T T0Tm T0)m(2)式中:Y 为剪切强度;A0、B0、C、n 和 m 为材料常数;T0、Tm、p、?p和?0分别为参考温度、熔点、等效塑性应变、等效塑性应变率和参考应变率。主发药柱为

15、 DX,状态方程选用 JWL EOS;隔板材料为有机玻璃,状态方程采用 shockEOS,具体模型参数见表 1。表 1DX 及有机玻璃的材料参数Table 1 Material parameters of DX and Plexiglass材料名称材料参数DX=1 60 g/cm3,A=6 10 1011PaB=12 95 109Pa,1=4 52=1 4,=0 25有机玻璃=1 18 g/cm3,=0 75C1=2 740 m/s,S1=1 35被发药柱试样 PBX-9404 炸药在描述冲击波起爆过程时781栗丁丁,等:PBX-9404 炸药临界起爆特性数值模拟采用 Lee-Tarver 三

16、项式点火增长反应速率模型,即:ddt=I(1 )b(0 1 a)x+G1(1 )cdpy+G2(1 )egpz(3)式中:、t、分别为反应度、时间、密度;I、G1、G2、a、b、c、d、e、g、x、y 和 z 这12 个参数全部为常数。模型右边第 1 项表示炸药在冲击压缩作用下的热点点火阶段,当 Fig max时该项为 0;第 2 项表示热点缓慢燃烧阶段,当 FG1 max时该项为 0;第 3 项表示热点合并后炸药的快速反应阶段,当 FG2 min时该项为 0。该方程与 JWL 方程有很好的相容性,通常配套使用。采用 JWLEOS 来描述 PBX-9404 炸药的未反应产物和爆轰产物的驱动膨胀

17、过程,含温度形式的 JWL 状态方程形式为:Pe=Ae1V+Be2V+CVVTe(4)式中:V、Te分别表示相对比容和温度;1、2、和 CV均为常数。具体模型参数如表 2 所示9。表 2PBX-9404 炸药未反应炸药和爆轰产物JWL 状态方程参数Table 2 Parameters of JWL equation of state for unreactedexplosives and detonation products of PBX-9404 explosives参数A/MbarB/Mbar12未反应9 5220 059 414 11 410 886 7爆轰产物8 5240 180 2

18、4 61 30 381 3Lee-Tarver 反应速率参数的确定由于 PBX-9404 炸药在材料库里有多组 Lee-Tarver 反应速率方程参数,为了研究炸药 Lee-Tarver 模型参数对计算结果的影响,选取合适的模型参数来正确描述炸药冲击起爆过程,选 取 PBX-9404 炸 药 的 3 组 不 同 Lee-Tarver 模 型 参数10 12,建立与文献中实验模型一样的计算模型,分别计算这 3 种模型参数对应的临界起爆速度,并将计算结果与文献 13 中试验结果对比。表 3 给出了本文选取的 3 组 PBX-9404 炸药 Lee-Tarver 模型参数,表 4 为计算结果与试验结

19、果的对比,所得计算结果与文献 14稍有差别,可能是由于在设置材料的失效和侵蚀状态方程时所取的参数值不同。从表 4 中可知:采用不同参数得到的计算结果相差较大,采用 Bahl 1981 反应速率参数计算得到的临界起爆速度最接近实验结果,相对误差大概为 3 75%,这说明该组参数可以很好的描述冲击起爆炸药一系列问题;采用 Tarver 1981反应速率参数的计算结果与实验结果相差较大,相对误差约为 19 65%;采用 Tarver 1985 的反应速率参数计算时,PBX-9404 炸药在很小的速度情况下依然能发生爆轰,所得计算值远远小于实验结果,表明 Tarver 1985 参数不适合描述 PBX

20、-9404 炸药的冲击起爆过程。表 3PBX-9404 炸药的 Lee-Tarver 反应速率参数Table 3 Lee-Tarver reaction rate parameters ofPBX-9404 explosiveLee-Tarver 模型参数Bahl 198110 Tarver198111 Tarver 198512 参数0447 43 1011I00 2220 667b000a0420 x1 89903 1G1100 667c000 111d3 201y24850400G210 2220 333e10 6661g122z00 30 3Fig max100 5FG1 max000

21、FG2 min表 4参数计算结果与实验结果对比Table 4 Parameter calculation results comparedwith experimental results参数来源计算结果/(ms1)实验结果/(ms1)相对误差/%Bahl 19812 180Tarver 19811 820Tarver 19858002 2653 7519 6564 8为了进一步验证参数选取的准确性,采用上文的计算模型,用本文选取的 3 种 Lee-Tarver 反应速率参数对卡式隔板试验进行数值模拟,计算结果如表 5 所示,在表 5 中,r为临界隔板厚度,Pr为临界起爆压力。表 5不同参数隔

22、板试验计算结果Table 5 Calculation results of different parametersof diaphragm test参数r/mmPr/GPa起爆难易Bahl 19818 3842 113 4 2 174 1困难Tarver 19819 5961 627 1 1 674 4适中Tarver 1985400容易881兵 器 装 备 工 程 学 报http:/bzxb cqut edu cn/由上述对 3 种不同 Lee-Tarver 反应速率参数模拟计算的结果可知:本文选取的 3 种点火增长模型参数所得出的计算结果有一定的差异,尤其是选用 Tarver 1985

23、模型参数时,计算结果与其他 2 组参数相差太大。采用这 3 种参数来描述试样炸药冲击起爆过程的计算结果与上面计算临界速度阈值计算结果非常相似,从定性的角度谈,临界速度阈值和临界隔板厚度一定程度上都可以反映被发试样冲击起爆的感度大小,临界起爆速度越大,说明被发试样越不容易被冲击起爆,同样地,临界隔板值越小,则临界起爆压力越大,说明被发试样越不容易被冲击起爆。我们从定性的角度可以得出:按临界起爆速度来排序,Bahl 1981 Tarver 1981 Tarver1985;按照临界起爆压力来排序,Bahl 1981 Tarver 1981 Tarver 1985,并且 Tarver 1985 模型参

24、数在描述 2 类冲击起爆问题时表现出同样的问题,在上文中模拟得出的计算结果与文献实验进行对比后确定了 Lee-Tarver 状态方程参数,即采用 Bahl 1981 模型参数,这再一次印证了上文提到的选取模型参数的准确性。因此,在数值模拟冲击起爆炸药时,模型参数的选取需谨慎。本文后续开展卡式隔板实验冲击起爆装药的数值模拟均采用 Bahl 1981 反应速率参数。2冲击波在有机玻璃中衰减规律的研究在计算 PBX-9404 炸药冲击起爆特性前,首先利用数值模拟方法对冲击波在有机玻璃中的衰减规律进行研究,一方面能够验证数值模拟的准确性,另一方面还能够进一步研究冲击波在有机玻璃中传播的其他特性,为进一

25、步研究 PBX-9404 炸药的冲击起爆特性奠定基础。2 1计算模型冲击波在有机玻璃中的衰减规律计算模型参照上面卡式隔板法的实验模型建立,各个部分尺寸如图 2 所示,具体材料参数见表 1,具体算法尺寸参见上文。在轴向处每隔5 mm设置一个检测点。图 2有机玻璃衰减模拟模型图Fig 2 Plexiglass attenuation simulation model diagram2 2计算结果通过数值模拟,我们可以清楚地观察到冲击波在有机玻璃中的动态传播过程:主发药柱 DX 爆轰产生的冲击波在 3 0 s 时到达有机玻璃上表面,此时显示的最大压力值为 18 96 GPa,通过观察检测点 9 我们

26、得出它的入射冲击波压力为 16 78 GPa;在 3 0 s 后冲击波开始在有机玻璃中传播,可能是由于点起爆的原因,冲击波前沿波阵面呈现一定的曲率向下传播,随着冲击波逐渐往下传播,冲击波压力值越来越小,有机玻璃的形变也越来明显;在 12 0 s 时,爆轰冲击波到达有机玻璃下表面,可以判断出冲击波在有机玻璃中大概传播了 9 0 s。有机玻璃不同位置的压力分布图如图 3 所示。图 3有机玻璃中不同位置的压力分布图Fig 3 Pressure distribution map at differentpositions in plexiglass将模拟得到的各个检测点的冲击波压力峰值列于表 6。从表

27、 6 可以看出,随着隔板厚度的增加,各个点的压力峰值越来越低,逐渐减小,而且减小的速度越来越慢,也即减小的幅值逐渐降低,与文献实验结果对比发现数值相差不大。其中 g为隔板厚度,Pm为模拟结果压力峰值,Ps为文献 15实验结果压力峰值。表 6冲击波压力峰值计算值与实验值比较Table 6 Comparison between calculated and experimentalvalues of shock wave pressure peakg/mm05101520Pm/GPa16 7812 088 86 55 98Ps/GPa17 9712 678 397 005 66g/mm253035

28、40Pm/GPa5 454 363 042 98Ps/GPa5 254 033 202 61981栗丁丁,等:PBX-9404 炸药临界起爆特性数值模拟冲 击 波 压 力 在 密 实 介 质 中 符 合 指 数 形 的 衰 减 规律为16:P=ke x(5)将式(5)两边取对数,可得:ln p=ln k x(6)即 ln p 与 x 呈线性关系,由表 6 中模拟数据拟合得出的ln p 与 x 的关系曲线见图 4,拟合曲线得到的关系式为:ln p=2 677 0 042x图 4ln p 与 x 的关系曲线Fig 4 The relationship between ln p and x将冲击波压

29、力衰减情况的模拟结果与实验结果进行对比,结果如图 5 所示,可以看到这 2 条曲线吻合得较好。由图 5 可知,数值模拟的初始压力较文献结果低约 1 GPa,这可能是因为主发药柱 DX 的冲击阻抗值 D大于有机玻璃的冲击阻抗值 mDm,产物中反射波为稀疏波,界面上的压力 Px将比爆炸产生的爆轰波的 C-J 压力 PJ低,也即数值模拟的初始压力计算结果较文献实验结果低。采用式(5)、式(6)处理表中数据,可以得到不同位置压力 P 与隔板厚度 x 的衰减规律关系式:P=14 55e0042 x。上式表明冲击波压力在有机玻璃直径为40 mm 的情况下的衰减系数值为0042,与文献中的005 相差较小,

30、说明模拟结果与实验结果有较好的一致性,进一步验证了数值模拟的准确性。图 5冲击波压力衰减情况的模拟结果与实验结果对比Fig 5 Comparison of simulated and experimentalresults of shock wave pressure attenuation3数值模拟结果及分析由以上的数值模拟跟实验的比较结果不难看出,数值模拟的准确性,数据与实验结果基本吻合,也即采用该 Lee-Tar-ver 状态方程参数能够较好地描述 PBX-9404 炸药冲击起爆过程。接下来,通过改变一种条件、其他条件不变的控制变量法,研究 PBX-9404 炸药的冲击起爆特性,通过改变

31、隔板材料、壳体厚度、点火方式 3 种方式来观察对 PBX-9404 炸药临界起爆特性的影响规律。在隔板实验过程中主要是通过观察底部见证板的凹痕程度来判断试样炸药爆轰与否,而在数值模拟中主要通过观察各个监测点的压力时程曲线的峰值压力的变化趋势和反应度曲线的变化趋势。若压力峰值逐渐上升且达到试样的爆轰压力说明试样发生爆轰,峰值压力逐渐下降说明没有发生爆轰;若反应度曲线斜率越来越大且最终达到 1,则认为试样发生爆轰,否则没有发生爆轰。典型压力波形图如图 6 所示,图 6(a)为没有发生爆轰,图 6(b)为发生爆轰;典型反应度曲线波形图如图 7 所示,图 7(a)反应度曲线斜率越来越小且没有达到 1

32、即未发生爆轰,图 7(b)为发生爆轰。图 6压力时程曲线波形Fig 6 Pressure time history curve waveform图 7反应度曲线波形Fig 7 esponsiveness curve waveform3 1隔板材料对临界起爆特性的影响除了上文提到的有机玻璃外,还选择了阻抗强度相差较大的铝(AL6061-T6)和钢(STEEL4340)作为隔板材料,分别进行数值模拟,来研究隔板材料对临界起爆特性的影响。在091兵 器 装 备 工 程 学 报http:/bzxb cqut edu cn/模拟中采用隔板厚度步长为 1 mm,根据上文提到的冲击起爆的压力峰值和反应度曲线

33、作为判断准则,来判断试样是否发生爆轰,表 7 为数值模拟得到的计算结果,其中 D代表隔板材料的冲击阻抗值17。表 7临界起爆特性数值模拟的计算结果Table 7 Calculation results of numerical simulationof critical detonation characteristics隔板材料/Dg/mm是否爆轰r/mmPr/GPa钢/3 60740是50否45是47是48否47 482 113 5 2 153 9铝/1 14950是70是80否71是72否71 722 543 7 2 582 5有机玻璃/0 26570是80是90否83是84否83 84

34、2 113 4 2 174 1从表 7 可以看出,临界隔板厚度小的冲击阻抗大,临界隔板厚度大的冲击阻抗小。钢的临界隔板厚度最小,冲击阻抗最大,有机玻璃的临界隔板厚度最大,冲击阻抗最小,两者的隔板值相差较大,这是由于冲击波在钢板中的衰减程度最高,在机玻璃中的冲击波衰减程度相对低。还可以看出,虽然隔板材料不同,但由于试样炸药和试件壳体材料都不变,PBX-9404 炸药的临界起爆压力差别不是很大。3 2壳体厚度对临界起爆特性的影响为了得到不同试件壳体厚度对 PBX-9404 炸药临界起爆特性的作用规律,在其他条件不变的情况下,隔板材料依然选择有机玻璃,我们分别选取 17 mm 筒壁厚度的钢管作为试件

35、壳体,厚度步长为 1 mm,壳体厚度对临界隔板厚度和临界起爆压力的关系如图 8 所示。图 8 中黑色方形曲线反映壳体厚度与临界隔板厚度的关系,红色圆点形曲线反映壳体厚度与临界起爆压力的关系,为壳体厚度。从图 8 中可以看出,当壳体厚度为 1 mm 时,促使炸药发生爆轰的临界隔板厚度为 79 80 mm,对应的临界起爆压力为 2 303 9 2 357 0 GPa,隔板厚度大于此值或起爆压力小于此值,试样炸药都不会发生爆轰,当壳体厚度为 2 mm 时,临界隔板厚度为 82 83 mm,对应的临界起爆压力为2 174 1 2 213 0 GPa,同样地,当壳体厚度为 3 mm 时,临界隔板厚度为

36、83 84 mm,对应的临界起爆压力为 2 113 4 2.174 1 GPa。从图 8 中正方形点曲线可知:PBX-9404 炸药的临界隔板厚度随着试件壳体厚度的增加逐渐增加,但当壳体厚度增加到 5 mm 时,临界隔板厚度增长到 86 87 mm,此后不再发生改变;从圆点形曲线可知:临界起爆压力随壳体厚度的曲线变化正好与临界隔板值随壳体厚度的曲线变化相反,这说明增加试件壳体厚度可以更容易的使试样炸药发生爆轰,同样的,当试件壳体厚度增加到 5 mm 时,临界起爆压力为1 999 4 2 036 7 GPa,此后在随着壳体厚度的增加,起爆压力的临界值虽然稍有浮动,但大致趋于 2 03 GPa。图

37、 8壳体厚度对临界隔板厚度和临界起爆压力的影响Fig 8 Influence of shell thickness on criticaldiaphragm thickness and critical initiation pressure产生这种现象的原因与试件壳体侧向的稀疏波有关。C M Tarver、P A Urtiew 和 K Bahl 等18 19 对 LX-04、LX-17药柱在没约束和弱约束下的冲击感度进行了研究,认为弱约束下的冲击感度较没约束时有所增加,并作出了相应的解释。增加壳体厚度,爆轰波延径向传播的难度增大,阻碍了试样爆轰产物径向做功的能力,减小了径向能量损失,使得试样

38、炸药爆轰产物有更多的能量来推动爆轰波的传递,从而使得试样更加容易发生爆轰,也即增加试件壳体厚度可以使试样爆轰更加容易。3 3起爆方式对临界起爆特性的影响除了隔板材料、壳体厚度的差异会对 PBX-9404 炸药的临界起爆特性有所影响,点火方式的不同也是一个重要的影响因素。在 AUTODYN 软件中通过 Detonation 选项分别设置点起爆、环起爆、面起爆,图 9 为不同起爆方式下起爆点示意图,内部区域为 DX 药柱,外部为整个空气计算域,红色部分为起爆点。在数值模拟软件中分别采用中心点、环和面起爆 3 种方式对 DX 进行点火,数值模拟结果如表 8 所示。191栗丁丁,等:PBX-9404

39、炸药临界起爆特性数值模拟图 9不同起爆方式起爆点示意图Fig 9 Schematic diagram of the detonation pointof different detonation methods表 8起爆方式对临界起爆特性的影响Table 8 Influence of detonation mode on criticaldetonation characteristics起爆方式r/mmPr/GPa点起爆8 3842 113 4 2 174 1环起爆8 6872 074 1 2 110 2面起爆8 9902 043 9 2 058 3由表 8 可知,采用点起爆时,临界隔板值最

40、小,采用面起爆时,临界隔板值最大。在这 3 种起爆方式中,面起爆的临界起爆压力略小,但都趋于 2 1 GPa 左右。可以推断出,改变起爆方式可以使反应更加完全,从而爆轰产物产生的压力值能更好地通过有机玻璃隔板,即面起爆下反应更加完全,采用该方式下的临界隔板厚度最大。4结论本文采用数值模拟与文献验证的方法,应用 AUTODYN软件与点火增长模型模拟计算 PBX-9404 炸药的临界起爆特性,主要得出以下结论:1)在本文选取的 3 种 Lee-Tarver 模型参数中,Bahl 1981的反应速率参数可以更好地描述 PBX-9404 炸药的冲击起爆过程,使用该模型参数下的临界隔板厚度为 83 84

41、 mm,临界起爆压力为 2 113 4 2 174 1 GPa;2)冲击波在有机玻璃中传播规律的数值模拟中发现,不同位置压力 P 与隔板厚度 x 的衰减规律关系式为 P=14 55e0 042 x,衰减系数值为 0 042,与文献中的 0 05 比较近接,再一次验证了数值模拟的可靠性;3)通过改变隔板材料,得出钢的临界隔板厚度最小,冲击阻抗最大,有机玻璃的临界隔板厚度最大,冲击阻抗最小,但临界起爆压力相差不大;通过改变试件壳体厚度,随着试件壳体厚度的增加,炸药的临界隔板厚度逐渐增加,临界起爆压力逐渐减小,当壳体厚度增加到 5 mm 时,此后在随着壳体厚度的增加,两者不再发生变化;通过改变起爆方

42、式,面起爆时临界隔板值最大,点起爆最小。参考文献:1 松全才,杨崇惠,金韶华 炸药理论 M 北京:兵器工业出版社,1997SONG Quancai,YANG Chonghui,JIN Shaohua Explosivetheory M Beijing:Ordnance Industry Press,1997 2 田轩,黄亚峰,王晓峰,等 FOX-7 与 DX 混合比例对压装炸药慢速烤燃及冲击波感度的影响 J 爆破器材,2019,48(1):38 41TIAN Xuan,HUANG Yafeng,WANG Xiaofeng,et al Effectof mix ratio of FOX-7 an

43、d DX on slow burning and shockwave sensitivity of pressed explosives J Blasting Equip-ment,2019,48(1):38 41 3 张超,杨建刚,陈俊波,等 含 CL-20 的改性双基推进剂冲击波感度 J 火炸药学报,2020,43(5):549 552ZHANG Chao,YANG Jiangang,CHEN Junbo,et al Shockwave sensitivity of modified double base propellant contai-ning CL-20 J Journal of

44、 Explosives and Explosives,2020,43(5):549 552 4 袁俊明,田秀琦,张峰峰,等 炸药冲击波感度模拟与虚拟仿真实验教学应用 C/第 31 届全国高校安全科学与工程学术年会暨第13 届全国安全工程领域专业学位研究生教育研讨会论文集2019:46 52YUAN Junming,TIAN Xiuqi,ZHANG Fengfeng,et alTeaching application of explosive shock wave sensitivitysimulation and virtual simulation experiment C/Proceed-

45、ings of the 31st National University Safety Science and En-gineering Academic Annual Conference and the 13th Na-tional Safety Engineering Professional Degree PostgraduateEducation Seminar,2019:46 52 5 张坚,王新宇,阳洪,等 弹载测姿测量系统抗高过载技术研究 J 压电与声光,2021,43(2):270 273ZHANG jian,WAN Xinyu,YANG Hong,et al esearch

46、 onanti-high overload technologyofmissile-borneattitudemeasurement systemJ Piezoelectrics Acoustooptics,2021,43(2):270 273 6 陈闯,郝永平,杨丽,等 双层介质隔板试验及被发炸药冲击起爆特性分析 J 兵工学报,2017,38(10):19571964CHEN Chuang,HAO Yongping,YANG Li,et al Double di-electric barrier test and analysis of shock initiation charac-ter

47、istics of detonated explosivesJ Journal of OrdnanceEngineering,2017,38(10):1957 1964 7 LEE E L,TAVE C M Phenomenological model of shockinitiation in heterogeneous explosivesJ Physics of Flu-291兵 器 装 备 工 程 学 报http:/bzxb cqut edu cn/ids,1980,23(12):2362 2372 8 JONATHAN P G,GEG F,COLIN H Numerical simu

48、lationof fragmentation using AUTODYN-2D 3D in explosiveordnance safety assessment C/Proceedingsof 6th PAA-I International Explosive Ordnance Symposium Canberra,Australia,2003 9WHILEY G,ENGELMANN B E DYNA2D:A nonlin-ear,explicit,two-dimensional finite element code for solidmechanics:User manual:UCL-M

49、A-110630 Washing-ton,DC,US:Departmentof Energy,1992 10 BAHL K L,VANTINE H C,WEINGAT C Shock initia-tion of bare and covered explosives by projectile impact C/Proceedings of the 7th International Symposium onDetonationAnnapolis,MD,US:OfficeofNavalesearch,1981 11 TAVE C M,HALLQUIST J O Modeling two-di

50、mensionalshock initiation and detonation-wave phenomena in PBX9404 and LX-17 C/Proceedings of the 7th InternationalSymposium on Detonation Annapolis,MD,US:Office of Na-val esearch,1981:488 497 12 TAVE C M,HALLQUIST J O,EICKSON L M Model-ing short pulse duration shock initiation of solid explosive C/

展开阅读全文
相似文档                                   自信AI助手自信AI助手
猜你喜欢                                   自信AI导航自信AI导航
搜索标签

当前位置:首页 > 品牌综合 > 其他

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服