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火工分离螺母作动噪声的预示和解耦

兵工学报 2024年第3期45卷 763-773页

作者：杨拓熊诗辉汪靖程赵象润温玉全北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 西安航天动力技术研究所陕西西安710025 辽宁北方华丰特种化工有限公司辽宁抚顺113003

火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动... 详细信息

火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10~6000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。

关键词：火工分离螺母作动噪声有限元边界元

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烟火药在定容条件下的爆燃p-t曲线仿真

含能材料 2020年第6期28卷 533-538页

作者：赵象润严楠李朝振闫利伟赵变玲王德君北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 辽宁北方华丰特种化工有限公司研发中心辽宁抚顺113003

通用的非线性显式动力学软件没有适用于模拟火工作动装置内烟火药作用过程的数学模型,导致动力学仿真只能采用多软件联合仿真。为简化仿真流程,采用***软件新增的爆燃状态方程模拟烟火药在定容条件下的压力-时间历程(p-t曲线)。为验证... 详细信息

通用的非线性显式动力学软件没有适用于模拟火工作动装置内烟火药作用过程的数学模型,导致动力学仿真只能采用多软件联合仿真。为简化仿真流程,采用***软件新增的爆燃状态方程模拟烟火药在定容条件下的压力-时间历程(p-t曲线)。为验证仿真方法的适用性和准确性,进行了燃速较慢的炭黑/硝酸钾和燃速较快的铝/高氯酸钾两种烟火药的仿真和试验。对比分析了仿真结果与密闭爆发器试验结果在压力上升到半峰值(0.5pm)和到达压力全峰值(pm)两个时刻的时间差以及pm的相对误差。结果表明,炭黑/硝酸钾压力上升到0.5pm时,仿真结果和试验结果的时间差为0.03 ms,到达pm时的时间差为0.3 ms,pm的相对误差为7.4%~10%;与此相对应,铝/高氯酸钾在这两个压力点处的时间差分别为0.02 ms和0.1 ms,pm的相对误差在4%~6.3%。说明使用***中的爆燃状态方程进行烟火药的p-t曲线仿真具有较好的准确性和适用性。

关键词：爆燃状态方程压力时间历程(p-t曲线) 炭黑/硝酸钾铝/高氯酸钾

金属橡胶隔振器对火工分离螺母冲击响应的影响

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含能材料 2021年第9期29卷 848-854,I0008页

作者：赵象润严楠郭崇星代五四黄金红傅绍斌北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 辽宁北方华丰特种化工有限公司火工品技术研究所辽宁抚顺113003

为避免航天器受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而造成故障,采用金属橡胶隔振器抑制分离螺母内活塞撞击所激起的冲击响应。通过在分离螺母活塞运动末端安装大刚度、中刚度和小刚度三种金属橡胶隔振器,分析500~10000 Hz的频域内的冲击... 详细信息

为避免航天器受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而造成故障,采用金属橡胶隔振器抑制分离螺母内活塞撞击所激起的冲击响应。通过在分离螺母活塞运动末端安装大刚度、中刚度和小刚度三种金属橡胶隔振器,分析500~10000 Hz的频域内的冲击响应谱。结果表明,金属橡胶隔振器的冲击抑制效应主要发生在3000 Hz以上的频段上,5000 Hz以上的频段的冲击抑制效果最为显著。使用小刚度隔振器后使最大加速度响应从1330 g下降至852 g,分析频域内的最大降幅为675 g@5993 Hz;使用中刚度隔振器后的使最大加速度响应从1530 g下降至1251 g,分析频域内的最大降幅为539 g@9514 Hz;使用大刚度隔振器后的最大加速度响应从1697 g下降至1416 g,分析频域内的最大降幅为281 g@8476 Hz。使用金属橡胶隔振器实现了较好的冲击抑制效果,对于火工作动装置的降冲击设计提供了一种可行的方法。

关键词：分离螺母冲击抑制金属橡胶隔振器(MRVI) 冲击响应谱(SRS)

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节流孔对分离螺母火工冲击的影响

含能材料 2021年第6期29卷 535-542,I0009页

作者：赵象润严楠郭崇星代五四闫利伟金世鑫北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 辽宁北方华丰特种化工有限公司火工品技术研究所辽宁抚顺113003

为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障,采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应。研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔,同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压... 详细信息

为避免航天器因受到火工分离螺母作用时的高冲击载荷而发生故障,采用节流孔来抑制分离螺母分离作用时的冲击响应。研究在分离螺母燃气通道上设置了Φ2、Φ4 mm和Φ6 mm三种孔径的节流孔,同步测试不同节流孔的分离螺母在分离过程中的压力、加速度和预紧力,分析分离螺母的作用过程。根据作用过程中的先后顺序将冲击载荷解耦为火药作用、预紧力释放和活塞撞击三类冲击源。将得到的时间-加速度(a-t)曲线转换为冲击响应谱,并计算每种冲击源的贡献,以获得节流孔孔径与冲击响应的关系。结果表明:采用三种节流孔时,在500~10000 Hz的频域内,火药作用激起的冲击响应的贡献为8.3%~11.0%;预紧力释放激起的冲击响应的贡献为44.0%~51.5%;活塞撞击激起的冲击响应的贡献为40.2%~45.0%。分离过程的最大冲击响应分别为:1416 g(Φ6 mm)、1251 g(Φ4 mm)和852 g(Φ2 mm)。可见,采用节流孔可以有效抑制分离螺母的冲击响应。

关键词：分离螺母火工冲击节流孔冲击响应谱(SRS)

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一种平板式微小型爆炸序列的传爆性能研究

含能材料 2015年第2期23卷 184-188页

作者：赵象润孙延臣闫利伟郝永平金世鑫沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110159 辽宁北方华丰特种化工有限公司辽宁抚顺113003

设计了一种平板式微小型爆炸序列,将HMX基导爆药JO-9C(Ⅲ型)在薄板空腔内压装成长条形代替柱形导爆药,在其两端分别使用轴向与条形导爆药表面垂直的微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成包含两个直角的传爆路径。对比研究了不同温度... 详细信息

设计了一种平板式微小型爆炸序列,将HMX基导爆药JO-9C(Ⅲ型)在薄板空腔内压装成长条形代替柱形导爆药,在其两端分别使用轴向与条形导爆药表面垂直的微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成包含两个直角的传爆路径。对比研究了不同温度(高温、低温、常温)条件下的爆炸序列在条形导爆药高度为0.8 mm和1.8 mm时的传爆性能。结果表明:微小型电雷管、传爆管与药高为0.8 mm的条形导爆药组成双直角传爆路径的爆炸序列能够逐级传爆;爆炸序列温度越高,作用后对约束件破坏性越大。

关键词：爆炸序列传爆导爆药药高

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B/KNO3激光点火内弹道仿真研究

弹箭与制导学报 2020年第1期40卷 141-144,149页

作者：湛赞梁晓爱严楠李朝振赵象润北京理工大学爆炸科学重点试验室北京100081 西安航天动力技术研究所西安710025

为确定B/KNO3在激光点火作用下内弹道性能,开展B/KNO3在密闭爆发器下激光点火p-t试验及内弹道仿真研究。建立了改进内弹道仿真模型,并通过MATLAB数值仿真拟合了B/KNO3激光点火过程的p-t曲线,仿真结果能较好模拟点火过程中压力变化历程... 详细信息

为确定B/KNO3在激光点火作用下内弹道性能,开展B/KNO3在密闭爆发器下激光点火p-t试验及内弹道仿真研究。建立了改进内弹道仿真模型,并通过MATLAB数值仿真拟合了B/KNO3激光点火过程的p-t曲线,仿真结果能较好模拟点火过程中压力变化历程。通过p-t曲线积分得到单位面积冲量-时间曲线,在300 ms内仿真和试验结果误差在10%以内,可用于B/KNO3输出做功性能评估。

关键词： B/KNO3 激光点火内弹道密闭爆发器

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BaTNR的130℃高温安定性研究

兵器装备工程学报 2022年第1期43卷 195-199页

作者：彭帅严楠李朝振叶耀坤吕智星赵象润张楠北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国电子科技集团公司光电研究院天津300308 中国空间技术研究院北京100081 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院北京100053 辽宁北方华丰特种化工有限公司辽宁抚顺113000

为了研究斯蒂芬酸钡(BaTNR)的耐高温性能,在130℃条件下对BaTNR分别进行1 d、2 d、3 d、4 d的高温贮存试验,对经历高温贮存试验前后的BaTNR药剂进行表观形貌分析、差式扫描量热(DSC)分析、质量损失率分析、火焰感度测试和P-t曲线测试等... 详细信息

为了研究斯蒂芬酸钡(BaTNR)的耐高温性能,在130℃条件下对BaTNR分别进行1 d、2 d、3 d、4 d的高温贮存试验,对经历高温贮存试验前后的BaTNR药剂进行表观形貌分析、差式扫描量热(DSC)分析、质量损失率分析、火焰感度测试和P-t曲线测试等研究,多参数验证BaTNR的130℃高温热安定性。结果表明:BaTNR经历高温贮存试验后颜色未发生变化,晶体未出现破碎、裂缝、麻坑、团聚、熔化等现象;DSC特征参量变化率≤3%;质量损失率≤4.5%;火焰感度变化率≤2.2%;P-t曲线峰值压力变化率≤10%。BaTNR在130℃高温下具有较好的热安定性。

关键词：斯蒂芬酸钡耐高温性能表观形貌火焰感度质量损失率

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一种微小型错列式传爆序列的研究

弹箭与制导学报 2014年第6期34卷 64-67页

作者：赵象润郝永平闫利伟刘双杰高宏艳沈阳理工大学装备工程学院辽宁北方华丰特种化工有限公司

针对微通道传爆,设计了一种装有条形导爆药的微小型错列式传爆序列,改进了条形装药的压装方法。在条形导爆药两端分别使用微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成具有两个直角的传爆通道,进行雷管对正的传爆试验和雷管错列的隔爆试验... 详细信息

针对微通道传爆,设计了一种装有条形导爆药的微小型错列式传爆序列,改进了条形装药的压装方法。在条形导爆药两端分别使用微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成具有两个直角的传爆通道,进行雷管对正的传爆试验和雷管错列的隔爆试验。结果表明:改进后的压装方法工艺性良好;0.8 mm药高的条形导爆药传爆可靠,雷管与导爆药最近距离为2 mm隔爆安全。

关键词：传爆序列传爆隔爆导爆药

基于应力-强度干涉模型的分离螺母可靠性分析

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装备环境工程 2022年第12期19卷 8-13页

作者：牛磊董海平赵象润李朝振严楠北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 辽宁北方华丰特种化工有限公司火工品技术研究所辽宁抚顺113003 中国电子科技集团公司光电研究院天津300308

目的提出一种基于应力强度干涉模型的分离螺母的分离可靠性分析方法。方法首先,建立分离螺母机构分离动力学模型和极限状态函数。然后,在考虑工作载荷、几何尺寸和药剂燃烧参数等参数不确定性的基础上,建立分离螺母不同分离阶段的基于应... 详细信息

目的提出一种基于应力强度干涉模型的分离螺母的分离可靠性分析方法。方法首先,建立分离螺母机构分离动力学模型和极限状态函数。然后,在考虑工作载荷、几何尺寸和药剂燃烧参数等参数不确定性的基础上,建立分离螺母不同分离阶段的基于应力-强度干涉模型的可靠性模型。最后,对分离螺母进行可靠性和灵敏度分析,量化工作载荷、几何尺寸和火药燃烧参数对分离螺母机构分离可靠性的重要性排序。结果影响可靠性的主要参数依次为火药力、装药密度和预紧力。结论该方法能够准确描述不确定性因素对分离螺母分离过程可靠性的影响,提升分离螺母机构分离可靠性定量分析的精度和效率,可为分离螺母的精细化设计提供支撑。

关键词：分离螺母可靠性应力-强度干涉模型可靠性分析灵敏度