废旧弹药销毁电阻炉抗爆与传热分析

作     者：曹德恒 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王健

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 082603[工学-火炮、自动武器与弹药工程] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：销毁 废旧弹药 销毁电阻炉 炉壁 TNT炸药 传热 

摘      要：针对弹药储存时间一般为20-30年,储存时间过长将出现哑弹的问题;或是战争遗留废旧弹药存在于建筑、江河中的问题;或是演习中未击发弹药不稳定的问题;或是公安打击枪弹犯罪弹药种类繁杂的问题,对销毁废旧弹药电阻炉进行了抗爆与传热分析。 在已经选定炉壁材料的基础上,使用数值计算方法分析了不同材料厚度与200克当量TNT药柱销毁发数之间的关系,最终确定了销毁电阻炉的炉壁厚度,构建了销毁电阻炉三维模型。 在确定了销毁电阻炉的三维几何模型后,使用数值计算方法分析了200克TNT不同位置爆轰与炉壁动态响应之间的关系,得到了TNT安全爆轰的距离和该当量下TNT销毁发数最多距离;使用数值计算方法分析了2发100g TNT爆轰不同起爆时间对炉壁的动态响应特性,得到了间隔0.005ms起爆时TNT爆轰压力波和炉壁应力波叠加最为明显的规律;使用数值计算方法分析了200g TNT不同起爆点起爆TNT爆轰对炉壁动态响应特性,得到了距离炉壁最近的中心面TNT点火起爆炉壁应力最小值和距离炉壁最远的中心面TNT点火起爆炉壁应力最大值的规律。 在分析了不带壳TNT爆轰对炉壁的动态响应作用后,构建了1至5倍当量带壳TNT炸药爆轰产生高速破片对炉壁侵彻的模型,使用数值计算方法分析了带壳TNT爆轰过后破片能够达到的最大速度和破片对炉壁侵彻作用,研究表明带壳TNT药量越多,破片速度越大,在5倍当量电阻炉销毁带壳TNT时破片对炉壁产生破环但并不能击穿炉壁的现象。 在分析了不带壳TNT和带壳TNT爆轰对炉壁动态响应分析的基础上,进行了销毁电阻炉的瞬态升温实验和传热仿真计算。,实验结果与数值计算结果符合较好,研究表明销毁电阻炉对弹药销毁作用为慢速烤燃销毁。