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固体火箭发动机装药缺陷失效判定研究的发展和展望

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固体火箭技术 2004年第2期27卷 126-129页

作者：邢耀国杨欣毅董可海刘海峰海军航空工程学院机械工程系烟台264001

阐述了近年来固体火箭发动机装药缺陷失效判定研究的一些进展,目前世界各国还未发现统一而完善的缺陷失效判定方法。根据最近相关领域新技术的出现与军事斗争的需要,展望了这一研究领域未来的发展趋势。

关键词：固体火箭发动机装药缺陷失效判定燃烧室

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装药缺陷对弹药性能的影响研究

装药缺陷对弹药性能的影响研究

作者：李瑞静中北大学

学位级别：硕士

熔铸装药和压装药作为两种常用的装药方法,在装填过程中都可能存在装药缺陷,并对发射安全性及终点效应等弹药性能产生影响。本文着重研究了底隙对榴弹发射安全性的影响,装药密度对榴弹发射过程中装药应力的影响,以及装药密度对破甲弹终... 详细信息

熔铸装药和压装药作为两种常用的装药方法,在装填过程中都可能存在装药缺陷,并对发射安全性及终点效应等弹药性能产生影响。本文着重研究了底隙对榴弹发射安全性的影响,装药密度对榴弹发射过程中装药应力的影响,以及装药密度对破甲弹终点效应的影响。主要研究内容如下：基于显式动力学仿真软件,本文首先建立了弹丸发射过程动力学仿真模型,研究了网格模型对仿真精度的影响,其弹丸运动参数与实际结果基本一致,验证了仿真方法与模型的正确性。在此基础上,建立了不同底隙厚度的装药模型,在发射冲击作用下,仿真分析了其运动以及力学特征。仿真结果显示,带底隙装药在发射时产生较大的冲击压缩应力,当底隙超过某一临界值,会发生应力大于起爆阀值,引起膛炸。针对常出现的装药密度不一致及不均匀缺陷,建立发射过程中的动力学仿真模型,仿真分析了其产生的应力变化规律。结果表明,轴向、径向以及剪切应力随装药密度的增大而增大,其中剪切应力随密度增长的幅值大于轴向与径向应力的增长幅度。装药密度不均匀时,轴向和径向应力几乎不变,剪切应力因为各层装药变形不同而明显增大。针对终点效应,建立了聚能射流侵彻靶板的有限元模型,对射流形成及侵彻靶板过程进行了仿真。结果表明,装药密度越接近理论密度、分布越均匀,射流速度梯度越小,连续性越好,射流不易断裂,且射流速度和侵彻靶板的深度都会有所提高,破甲弹的毁伤效能更好。以上装药缺陷对弹药性能影响的仿真研究方法及研究结果可为装药工艺设计提供一定的参考。

关键词：弹药性能装药缺陷发射安全性终点效应

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固体火箭发动机的装药缺陷及检测方法

飞航导弹 2006年第7期 52-54页

作者：唐庆明张明海军试验基地92941部队92分队

分析了固体火箭发动机装药缺陷产生的原因、危害并重点介绍了目前几种无损检测方法,突出强调了CT检测技术。

关键词：固体火箭发动机装药缺陷脱粘 CT检测

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有装药缺陷的凝聚相炸药烤燃的数值模拟

有装药缺陷的凝聚相炸药烤燃的数值模拟

作者：王志富安徽理工大学

学位级别：硕士

在存储、运输以及使用含能材料的过程中遇到意外热刺激,如于储存地以及运输的过程中的突发火灾、战场上的突发、火灾事故、发射或者飞行过程中摩擦生热及核爆炸时的强辐射加热等。这些热刺激很有可能会致使含能材料在正常使用前就发生... 详细信息

在存储、运输以及使用含能材料的过程中遇到意外热刺激,如于储存地以及运输的过程中的突发火灾、战场上的突发、火灾事故、发射或者飞行过程中摩擦生热及核爆炸时的强辐射加热等。这些热刺激很有可能会致使含能材料在正常使用前就发生点火、燃烧甚至是爆炸事故。对含能材料在热作用下的反应条件和规律的研究,对于能够安全的生产、运输和使用含能材料,提高他们的安全性和适应性具有很重要的意义。目前研究炸药烤燃的现象主要是采用烤燃试验和数值模拟计算两种方法。其中烤燃试验可以直接有效地评价炸药热安全特性。但是标准得烤燃试验属于唯象的定性试验,而且成本较高,危险性较大,研究周期较长,测量数据也有限。数值分析方法能够很方便地改变升温速率,装药尺寸和约束等计算参数,从而对炸药热反应过程实现综合分析。数值模拟方法有助于可以减少实际的实验次数,缩短烤燃的研究周期并降低研究成本,弄清烤燃机理,非常适用于含能材料在生产、存储、使用和运输条件下的热安全性评估。本文对存在装药缺陷的PETN受到热流以后的烤燃现象进行数值模拟,并对炸药的烤燃机理进行探讨分析,为炸药在遭受热刺激后的反应机理提供定性和定量的理论依据。希望为各种含能材料包装、运输作业提供警醒。从而避免事故提前发生,造成更大的难以挽回的损失,主要内容及结论如下:（1）运用能量守恒方法以及控制容积积分法推导出存在装药缺陷的凝聚相炸药烤燃的二维Fourier热传导方程,并利用古典显式差分格式对热传导方程进行离散化,得到了存在毫米级装药缺陷的传热模型公式。（2）利用HP DSC 2+仪器测量并分析出PETN的比热容与温度的关系式为Cex=182.155+2.73T。对传热模型公式进行稳定性分析,从而确定可以获得方便计算且可靠数据的计算步长Δh和计算时间步长Δt。（3）计算并分析了当炸药中存在毫米级空气缺陷时,较无缺陷时PETN装药的烤燃机理。发现装药内部温度分布发生较大变化,在空气泡缺陷区域存在着较大的热量积累,温度高于周边。缺陷的存在可以缩短PETN受到热流后发生烤燃的时间。（4）计算并分析了热流对存在毫米级装药缺陷时的PETN装药烤燃的影响。发现当热流密度低于200J/m2·s-1时,高温区域以及点火位置将一直维持在缺陷处。随着所受热流密度增加,高温区域从空气泡缺陷逐渐向受热边界转移,当热流密度大于613 J/m2·s-1时,高温区域将一直维持在受热边界。同时点火位置将一直维持在受热边界中心处。随着热流密度的增加,点火时间逐渐缩短,但是缩短的幅度越来越小,并趋于稳定值。（5）计算并分析了在200J/m2·s-1时热流下,缺陷位置变化对PETN装药烤燃机理的影响。发现PETN装药中温度最高部分分布在缺陷周围,改变缺陷位置时,高温区域也随之移动。同时缺陷横向位置的变化对于点火时间的影响小于缺陷纵向位置的变化。图[37]表[6]参[61]

关键词：凝聚相炸药装药缺陷烤燃数值模拟

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装药缺陷对固体火箭发动机内弹道性能的影响

四川兵工学报 2013年第7期34卷 46-48页

作者：李焕杨立波许云志西安近代化学研究所西安710065

采用仿真计算分析方法研究了管状推进剂装药缺陷的宽度、深度以及包覆层脱粘等因素对固体火箭发动机内弹道性能的影响规律。结果表明,随着固体推进剂装药裂纹深度与宽度比的增加,燃烧室内压强和裂纹出口气流速度也增加。管状药柱包覆层... 详细信息

采用仿真计算分析方法研究了管状推进剂装药缺陷的宽度、深度以及包覆层脱粘等因素对固体火箭发动机内弹道性能的影响规律。结果表明,随着固体推进剂装药裂纹深度与宽度比的增加,燃烧室内压强和裂纹出口气流速度也增加。管状药柱包覆层前端轴向脱粘可使燃面-肉厚曲线的斜率增加,装药的压强指数增大,最终可能造成燃烧室压力过高而解体爆炸。

关键词：固体推进剂装药缺陷装药裂纹包覆层脱粘

含装药缺陷的侵爆战斗部穿甲过程装药安定性的数值模拟

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海军航空工程学院学报 2017年第4期32卷 389-394页

作者：吕鹏博王伟力刘晓夏苗润海军航空工程学院研究生管理大队山东烟台264001 海军航空工程学院兵器科学与技术系山东烟台264001

文章分析了含有装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,建立了含缺陷的装药、弹体和靶板模型,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的塑性应变能和热分解作用下装药的局部温... 详细信息

文章分析了含有装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,建立了含缺陷的装药、弹体和靶板模型,利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的塑性应变能和热分解作用下装药的局部温升情况,从温度角度对含缺陷战斗部的装药安定性进行了分析,通过模拟不同攻角下弹体的穿甲过程,得出了攻角越大对于含缺陷的战斗部装药的安定性影响就越大的结论,证明了含缺陷装药的装药塑性应变能积累对于装药安定性的影响比较小。

关键词：装药缺陷装药安定性塑性应变能穿甲

固体火箭发动机装药缺陷原因分析及无损检测方法的研究

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战术导弹技术 2010年第1期 73-77,118页

作者：梁彦张驰梁明 92941部队 91851部队

分析了固体火箭发动机的装药缺陷及其产生原因,阐述了装药缺陷对固体发动机可靠稳定工作的影响与危害,进而强调了对装药进行无损检测的重要性和必要性;随即介绍了装药无损检测技术的现状,列举比较了几种常规检测方法,为固体火箭发动机... 详细信息

分析了固体火箭发动机的装药缺陷及其产生原因,阐述了装药缺陷对固体发动机可靠稳定工作的影响与危害,进而强调了对装药进行无损检测的重要性和必要性;随即介绍了装药无损检测技术的现状,列举比较了几种常规检测方法,为固体火箭发动机无损检测领域的应用研究提供了借鉴与参考.

关键词：固体火箭发动机装药缺陷无损检测 CT检测技术

含裂纹装药缺陷的侵爆战斗部穿甲过程装药安定性的数值模拟研究

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兵器装备工程学报 2017年第11期38卷 26-30页

作者：吕鹏博王伟力刘晓夏吴世勇海军航空工程学院研究生管理大队山东烟台264001 海军航空工程学院兵器科学与技术系山东烟台264001 海军航空工程学院基础部山东烟台264001

为了分析含不同因素的裂纹装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,利用正交试验建立了含9种裂纹缺陷的装药、弹体和靶板模型,并利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的应变... 详细信息

为了分析含不同因素的裂纹装药缺陷的侵爆战斗部在侵彻过程中装药安定性的问题,利用正交试验建立了含9种裂纹缺陷的装药、弹体和靶板模型,并利用ANSYS/LS-DYNA模拟了在侵彻靶板时缺陷在冲击载荷作用下的塑性变形情况,计算了炸药的应变能和热分解作用下装药的局部温升情况,从温度角度对含缺陷战斗部的装药安定性进行了分析。模拟分析了裂纹缺陷四个因素对于侵爆战斗部装药的侵彻安定性影响主次,得出了位于卵头部装药区的圆柱状裂纹缺陷对于含缺陷的战斗部装药的安定性影响较大的结论。

关键词：装药缺陷装药安定性塑性应变能穿甲

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固体火箭发动机缺陷装药燃面仿真及性能分析

固体火箭发动机缺陷装药燃面仿真及性能分析

作者：王昌茂上海交通大学

学位级别：硕士

固体火箭发动机在生产制造过程中,燃烧室内的装药由于各种原因有可能会出现一些质量缺陷。针对缺陷装药的情况,需要开展装药燃面及内弹道分析,评估缺陷装药对发动机性能的影响。目前常用的装药计算和内弹道计算程序一般都是针对正常装... 详细信息

固体火箭发动机在生产制造过程中,燃烧室内的装药由于各种原因有可能会出现一些质量缺陷。针对缺陷装药的情况,需要开展装药燃面及内弹道分析,评估缺陷装药对发动机性能的影响。目前常用的装药计算和内弹道计算程序一般都是针对正常装药情况,对于缺陷装药需要开发与之相适应的计算程序,以便能更加准确地预示发动机的性能。针对缺陷装药的性能分析,论文提出利用常规三维建模设计软件SolidWorks的二次开发功能,在基于装药模型的基础上,通过VBA和API开发缺陷装药燃面推移计算程序,对缺陷装药燃面变化过程进行仿真显示,分析燃面变化对发动机内弹道性能的影响。同时,利用常规数据分析软件Excel的二次开发功能,开发基于Excel的固体火箭发动机内弹道计算程序,在计算过程中加入适应缺陷装药条件的计算参数,使计算结果能更加的接近发动机真实情况。根据某实际带缺陷装药发动机的燃面计算和内弹道计算结果,与发动机实测数据基本吻合,验证了论文所介绍的缺陷装药燃面计算和内弹道计算程序的正确性。利用所开发的计算程序对常见的装药缺陷型式进行了初步计算分析,为今后分析相似缺陷装药发动机性能提供一定参考。

关键词：固体火箭发动机装药缺陷燃面内弹道