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基于反向撞击法的RDX基含铝炸药冲击起爆实验研究

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含能材料 2023年第5期31卷 425-430页

作者：裴红波李淑睿郭文灿张旭郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

为了研究铝粉对黑索今(RDX)基含铝炸药冲击起爆性能的影响,采用基于反向撞击法的炸药冲击起爆性能测试方法,对铝粉含量分别为0,15%和30%的3种RDX基含铝炸药(RDX/Al)的冲击起爆性能进行了对比研究。该方法通过火炮加载平台驱动炸药撞击Li... 详细信息

为了研究铝粉对黑索今(RDX)基含铝炸药冲击起爆性能的影响,采用基于反向撞击法的炸药冲击起爆性能测试方法,对铝粉含量分别为0,15%和30%的3种RDX基含铝炸药(RDX/Al)的冲击起爆性能进行了对比研究。该方法通过火炮加载平台驱动炸药撞击LiF窗口,利用光子多普勒测速仪测量炸药与窗口界面粒子速度的变化历程。实验结果表明,该方法具有较高的测试精度(3%)和时间分辨率(5 ns),且对炸药样品的制备要求较低。在相同加载条件下,铝粉含量越高,含铝炸药冲击起爆反应增长越慢,与RDX炸药相比,铝粉含量为30%的RDX基含铝炸药的界面粒子速度达到峰值所需的反应时间增加了47%,表明铝粉的加入使得炸药冲击波感度明显降低,铝粉在含铝炸药冲击起爆过程中主要起到能量稀释的作用。

关键词：反向撞击法含铝炸药冲击起爆冲击波感度铝粉含量

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锥形长药柱水下爆炸冲击波参数计算方法

爆炸与冲击 2022年第1期42卷 133-141页

作者：徐维铮黄超张磐黄宇曾繁王星郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

为了计算锥形长药柱水下爆炸冲击波压力,以及研究长脉宽冲击波的传输特性,基于叠加原理建立了冲击波压力-时间曲线的计算方法,通过实验验证了该方法的有效性,在此基础上分析了锥形长药柱不同方位冲击波压力的分布规律。研究结果表明:锥... 详细信息

为了计算锥形长药柱水下爆炸冲击波压力,以及研究长脉宽冲击波的传输特性,基于叠加原理建立了冲击波压力-时间曲线的计算方法,通过实验验证了该方法的有效性,在此基础上分析了锥形长药柱不同方位冲击波压力的分布规律。研究结果表明:锥形长药柱产生的冲击波压力具有各向异性,在起爆端一侧形成的是具有厚波头特征的低幅值长脉宽冲击波,在装药径向形成的是接近指数衰减的高幅值冲击波,而在远离起爆端的冲击波压力幅值和脉宽则介于前两者之间。锥形长药柱与球形装药冲击波分布的差异是由于装药形状和起爆方式的改变所导致的,由于装药不同部位起爆的时间差,导致水下爆炸冲击波在不同位置的叠加效果存在明显差异,药柱周围流场中形成的冲击波压力具有方向性。利用提出的计算方法得到的计算结果与实验结果和数值模拟结果吻合较好,研究结果可为锥形长药柱水下爆炸冲击波威力场和毁伤评估提供参考和依据。

关键词：水下爆炸冲击波锥形长药柱长脉宽压力

20 GPa斜波压缩下PBX-14炸药的动力学响应

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高压物理学报 2022年第1期36卷 107-112页

作者：种涛莫建军傅华郑贤旭李涛张旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GP... 详细信息

利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GPa压力范围内PBX-14炸药的压力-相对比容关系、高压声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合等熵状态方程和由实验获得的动力学参数,对PBX-14炸药的斜波压缩实验过程开展了一维流体动力学数值模拟,计算结果与实验结果吻合良好,验证了本实验方法、数据处理方法及选取的物理模型的正确性。

关键词： PBX-14 状态方程斜波压缩声速

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非静水压下HMX炸药晶体的高压相变

高压物理学报 2022年第3期36卷 15-22页

作者：随志磊代如成王中平郑贤旭张增明中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国科学技术大学物理学院安徽合肥230026

HMX是一种性能优良的高能炸药,在武器工业中广泛使用。目前,HMX在高压下特别是非静水压下的相变规律仍存在争议。为此,采用不同的传压介质,开展了非静水压下HMX晶体的高压拉曼实验研究。结果表明,HMX晶体分别在4.9、13.9和17.5 GPa发生... 详细信息

HMX是一种性能优良的高能炸药,在武器工业中广泛使用。目前,HMX在高压下特别是非静水压下的相变规律仍存在争议。为此,采用不同的传压介质,开展了非静水压下HMX晶体的高压拉曼实验研究。结果表明,HMX晶体分别在4.9、13.9和17.5 GPa发生了结构相变。在13.9 GPa下,HMX开始发生相Ⅱ→相Ⅲ的相变,并在一定的压力范围内两相共存;当压力为17.5 GPa时,出现另一个新相(相Ⅳ),在17.5~23.6 GPa的压力范围内出现相Ⅱ、相Ⅲ和相Ⅳ三相共存现象。HMX晶体在非静水压下的相变路径与准静水压下的相变路径完全不同,非静水压环境下的压力梯度是造成该差异的原因。

关键词： HMX晶体拉曼光谱相变非静水压

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HMX晶体高温相变及裂纹对点火的影响

高压物理学报 2022年第3期36卷 29-36页

作者：随志磊胡秋实尚海林傅华郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

炸药晶体的相结构、相变过程以及相变引起的微结构变化对炸药性能有重要影响。为研究HMX晶体的高温相变及其引起的裂纹对点火的影响,开展了HMX晶体的原位高温拉曼光谱、X射线衍射实验以及落锤实验。通过拉曼光谱和X射线衍射谱识别出不... 详细信息

炸药晶体的相结构、相变过程以及相变引起的微结构变化对炸药性能有重要影响。为研究HMX晶体的高温相变及其引起的裂纹对点火的影响,开展了HMX晶体的原位高温拉曼光谱、X射线衍射实验以及落锤实验。通过拉曼光谱和X射线衍射谱识别出不同温度加载和后处理方法对HMX晶体相结构和微结构的影响。制备了3类含有不同相结构和裂纹的HMX样品,实现了相结构和裂纹对点火影响的解耦。落锤实验结果显示,对于3类HMX晶体,按照敏感度由高到低排序依次为含裂纹的β-δ混相、含裂纹的β相、无裂纹的β相。最后,分析了高温相变和裂纹提高HMX晶体感度的原因。

关键词： HMX晶体落锤实验高温相变裂纹点火

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典型炸药晶体相变专题·前言

高压物理学报 2022年第3期36卷 I0001-I0001页

作者：郑贤旭中国工程物理研究院流体物理研究所

炸药是武器中最重要的材料之一,其微介观结构对炸药的基础物性和动态响应行为有重要影响。相变是炸药的一种最常见的微结构变化,大多数炸药在反应前均会发生多次相变,相变过程及相变后的结构会显著影响炸药的基础物性及动力学响应行为,... 详细信息

炸药是武器中最重要的材料之一,其微介观结构对炸药的基础物性和动态响应行为有重要影响。相变是炸药的一种最常见的微结构变化,大多数炸药在反应前均会发生多次相变,相变过程及相变后的结构会显著影响炸药的基础物性及动力学响应行为,进而影响炸药的起爆性能和安全性。

关键词：晶体相变基础物性动力学响应介观结构微结构变化起爆性能炸药相变过程

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全息干板的时间响应特性研究

全息干板的时间响应特性研究

作者：郑贤旭中国工程物理研究院

学位级别：硕士

在利用激光全息技术研究瞬态物理现象的过程中，用来记录高速运动物体全息图的全息干板必须具有较好的时间响应能力，本文围绕这一问题阐述了研究全息干板时间响应特性的目的和意义，综述了全息干板时间响应特性研究的国内外现状，并从... 详细信息

在利用激光全息技术研究瞬态物理现象的过程中，用来记录高速运动物体全息图的全息干板必须具有较好的时间响应能力，本文围绕这一问题阐述了研究全息干板时间响应特性的目的和意义，综述了全息干板时间响应特性研究的国内外现状，并从中提取了本论文研究的理论基础。围绕全息干板在脉冲光源曝光下的互易律失效规律，进行了较为深入的理论和实验研究。一、用数学语言对Gurney-Mott原理进行了描述，提出了用于模拟全息干板主要感光过程的随机模型，并建立了等曝光量条件下曝光时间与黑密度之间的函数关系，并以此来研究全息干板的时间响应特性。二、研究了模型参数变化对全息干板互易律失效特性的影响，并从中分析了在感光过程中起主导作用的光化学反应，在此基础上对全息干板D-Log（E）曲线的肩部非线性给出了新的解释，提出了“在感光过程中，光电子吸收银离子的速度是决定黑密度的关键因素”的观点，同时，用数值模拟的方法研究了互易律失效对全息照相的影响。三、设计并建立了三套曝光实验装置，分别能够产生长脉冲、微秒脉冲和超短脉冲激光，并且能将不同光脉冲曝光的能量漂移控制在4％以内。特别是设计了由快开快门、爆炸快门相结合的脉冲宽度有限可调的开关系统，消光比达50000倍。四、实验研究了Slavich VRP-M全息干板对不同宽度光脉冲曝光的响应特性，首次给出了Slavich VRP-M型全息干板的等曝光量曲线（互易律失效曲线），并通过有限的实验点给出了与理论模拟相一致的结果，并由此得出当曝光时间短于全息干板中激发光电子的“dead time”或长于银原子的“decay time”时，全息干板存在严重互易律失效的结论。并且与无失效曝光相比，要得到相同的黑密度，超短脉冲曝光所需的总曝光量是无失效曝光的10倍左右。

关键词：全息干板时间响应互易律失效曝光时间

同方学位论文库评论

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斜波压缩下HMX晶体的弹塑性行为

爆炸与冲击 2021年第5期41卷 20-26页

作者：种涛莫建军郑贤旭傅华蔡进涛中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

开展了(010)、(011)晶向HMX晶体的斜波压缩实验,获得了约15 GPa压力下的速度响应剖面。实验结果表明,HMX单晶存在明显弹塑性转变行为,且速度波形有下降趋势,这是材料的黏性效应导致,材料的弹性极限随着样品厚度增加而变化,不同晶向的材... 详细信息

开展了(010)、(011)晶向HMX晶体的斜波压缩实验,获得了约15 GPa压力下的速度响应剖面。实验结果表明,HMX单晶存在明显弹塑性转变行为,且速度波形有下降趋势,这是材料的黏性效应导致,材料的弹性极限随着样品厚度增加而变化,不同晶向的材料动力学特性存在差异。结合Hobenemser-Prager黏弹塑性本构关系和三阶Birch-Murnaghan物态方程开展了HMX晶体斜波压缩物理过程的数值模拟,计算结果可以很好地描述HMX晶体的弹塑性转变这一物理过程。

关键词： HMX晶体弹塑性转变斜波压缩状态方程

含铝炸药在激光烧蚀下的发射光谱分布及瞬态温度测量

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含能材料 2018年第8期26卷 671-676页

作者：郭文灿郑贤旭张旭赵均刘仓理中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳621999

为了研究含铝炸药的反应过程,采用激光烧蚀手段激发了RDX基含铝炸药粉末的快速反应,并对反应过程中的发射光谱分布进行了实时监测,并基于Al O分子光谱对反应区域的瞬态温度进行了计算。结果表明,含铝炸药在前期和后期的光谱分布和反应... 详细信息

为了研究含铝炸药的反应过程,采用激光烧蚀手段激发了RDX基含铝炸药粉末的快速反应,并对反应过程中的发射光谱分布进行了实时监测,并基于Al O分子光谱对反应区域的瞬态温度进行了计算。结果表明,含铝炸药在前期和后期的光谱分布和反应行为存在明显区别:前期主要为RDX和空气在激光烧蚀下形成的等离子冷却和耗散过程,O/H/N元素的发射光谱在这一阶段占主导地位,其谱线高度呈指数型衰减;后期以铝的氧化反应为主,该反应具有一定自持性,对应的反应中间产物Al O分子的光谱具有持续久、非单调变化的典型特征。温度变化趋势与整个反应发展趋势紧密相关,反应较剧烈的初期温度较高,并随着反应的持续变弱而变低。

关键词：含铝炸药发射光谱温度测量激光烧蚀