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起爆方式对圆台型FAE装置燃料抛撒初期运动规律的数值模拟

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兵工学报 2024年

作者：杨振寰袁野刘鑫曲嘉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院

为提高燃料空气炸弹（Fuel Air Explosive，FAE）装置爆炸抛撒燃料的极限速度并让速度更加平均，在不改变现有装置整体结构的情况下，采用数值模拟的方法研究起爆方式对FAE装置燃料抛撒径向极限速度的影响。使用LS-DYNA软件的任意拉格朗... 详细信息

为提高燃料空气炸弹（Fuel Air Explosive，FAE）装置爆炸抛撒燃料的极限速度并让速度更加平均，在不改变现有装置整体结构的情况下，采用数值模拟的方法研究起爆方式对FAE装置燃料抛撒径向极限速度的影响。使用LS-DYNA软件的任意拉格朗日-欧拉算法对圆台型FAE装置抛撒燃料进行数值模拟，对比单点起爆、多点起爆和近似线起爆情况下，相同位置节点的径向抛撒速度的变化情况。研究结果表明，对于燃料上的单元而言，距离较近的起爆点的设置会对这个单元上燃料的抛撒运动产生抑制的效果，近似线起爆的方式可以使云雾抛撒得更加均匀，为FAE爆炸燃料抛撒数值模拟的进一步细化研究奠定了基础。

关键词：燃料空气炸药流固耦合抛撒速度起爆方式

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起爆方式对爆轰波传播特性的影响研究

青岛理工大学学报 2024年第3期45卷 35-42页

作者：郭建孙博闻姚颖康王海亮缪玉松张义平青岛理工大学理学院青岛266525 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430056 山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590 贵州大学矿业学院贵阳550025

为探究爆轰波碰撞对爆轰压力分布规律的影响,采用理论推导、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了不同起爆方式下炸药内部和外部爆轰压力的变化规律。研究结果表明:爆轰波发生碰撞后,依次产生正碰撞、斜碰撞及马赫反射现象,最大爆轰... 详细信息

为探究爆轰波碰撞对爆轰压力分布规律的影响,采用理论推导、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了不同起爆方式下炸药内部和外部爆轰压力的变化规律。研究结果表明:爆轰波发生碰撞后,依次产生正碰撞、斜碰撞及马赫反射现象,最大爆轰压力可达到稳定爆轰压力的3倍以上;采用对称双线性起爆方式时,土体聚能侧所受爆轰压力是起爆侧的2.74倍,轴向所受爆轰压力较单侧线性起爆方式提升了75%。基坑爆破试验结果表明:采用对称双线性起爆方式时,沿爆轰波碰撞聚能方向呈一字型布置起爆,炮孔间的贯通效果相较于单侧线性起爆方式得到了明显提升。

关键词：聚能爆破爆轰波碰撞起爆方式数值模拟基坑爆破

起爆方式对间隔装药应力场分布及裂纹扩展的影响

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工程科学学报 2023年第5期45卷 714-727页

作者：杨仁树赵勇方士正赵杰王渝刘朕北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 天津宏泰华凯科技有限公司天津301913

通过模型实验研究了不同起爆方式对空气间隔装药炮孔两侧损伤分布的影响规律,借助数字图像相关实验系统,获取了全场应变场演化过程及空气段应变衰减规律,同时借助透射式焦散线实验系统,探究了起爆方式对预制裂纹动态断裂行为的影响.实... 详细信息

通过模型实验研究了不同起爆方式对空气间隔装药炮孔两侧损伤分布的影响规律,借助数字图像相关实验系统,获取了全场应变场演化过程及空气段应变衰减规律,同时借助透射式焦散线实验系统,探究了起爆方式对预制裂纹动态断裂行为的影响.实验结果表明:柱状药包炮孔两侧产生的损伤范围具有显著的分形特征.采用外侧起爆时,空气段中心两侧均产生损伤,而采用其他起爆方式时,空气段均未出现损伤.不同起爆方式对空气段应变场径向压应变的影响主要体现在应变大小、衰减速度两个方面,对轴向拉应变的影响主要体现在时效性、衰减速度两个方面.不同起爆方式下预制裂纹端部断裂行为差别较大.采用内侧起爆、外侧起爆时,裂纹均为水平扩展,呈现典型Ⅰ型裂纹,裂纹起裂主要由拉伸破坏引起,异侧起爆时裂纹起裂为Ⅰ-Ⅱ混合型,具体表现为拉-剪破坏.基于数值模拟软件LS-DYNA,解释了预制裂纹端部起裂成因,得到了孔壁处应力场分布规律,不同起爆方式对炮孔轴向孔壁处压力分布影响显著,装药段主要体现在压力峰值位置和压力分布形态两个方面,空气段主要体现在压力峰值大小和压力分布形态两个方面.

关键词：起爆方式空气间隔数字图像相关方法动态焦散线裂纹扩展数值模拟

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起爆方式对非圆截面装药结构释能特性的影响

高压物理学报 2022年第3期36卷 126-134页

作者：张广华沈飞刘睿王辉西安近代化学研究所陕西西安710065 北京理工大学机电学院北京100081

为了研究不同起爆方式下非圆截面装药结构的释能规律,采用AUTODYN软件开展了非圆截面装药结构在不同起爆方式下的释能特性数值模拟,分析了起爆方式对爆轰波形演变、破片质量、破片初速的影响。结果表明:由于装药结构的特殊性,采用端部... 详细信息

为了研究不同起爆方式下非圆截面装药结构的释能规律,采用AUTODYN软件开展了非圆截面装药结构在不同起爆方式下的释能特性数值模拟,分析了起爆方式对爆轰波形演变、破片质量、破片初速的影响。结果表明:由于装药结构的特殊性,采用端部单点起爆时装药能量分布不均匀,部分区域产生大量的无效小质量破片,且不同位置处的破片初速波动较大;采用端部两点和端部三点起爆时,能够对爆轰能量起到匀化效果,减少无效破片数量,提升破片初速的一致性。由此证明通过调整起爆方式可以对非圆截面装药结构的能量输出结构进行有效调控,对其周向能量场起到匀化效果。

关键词：起爆方式非圆截面装药释能特性爆轰波形破片质量破片初速

起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响

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兵器装备工程学报 2023年第5期44卷 77-82页

作者：贺亮亮尹建平伊建亚中北大学机电工程学院太原030051

为了揭示起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响规律,指导威力可调杀伤战斗部设计,运用AUTODYN-3D软件,计算了不同起爆方式、隔爆层厚度及材料下复合装药预制破片战斗部破片初速。结果表明:装药条件一致时,2种起爆方式得到的破片... 详细信息

为了揭示起爆方式及隔爆层对杀爆战斗部破片初速的影响规律,指导威力可调杀伤战斗部设计,运用AUTODYN-3D软件,计算了不同起爆方式、隔爆层厚度及材料下复合装药预制破片战斗部破片初速。结果表明:装药条件一致时,2种起爆方式得到的破片毁伤元速度差异明显,隔爆层厚度取4、6、8、10和12 mm时,采用内外3点起爆方式破片速度比中心单点起爆分别提高16%、15%、13%、11%和8%。尼龙和聚氨酯隔爆效果较好,铝隔爆效果较差。

关键词：威力可调起爆方式复合装药预制破片隔爆层

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起爆方式对定向战斗部爆轰波压力场影响研究

弹箭与制导学报 2022年第4期42卷 92-96,118页

作者：陈红李世中常慧珠中北大学机电工程学院太原030051

为了优化不同起爆方式下产生的爆轰波对定向战斗部毁伤效能的影响。利用LS_DYNA有限元仿真软件,模拟研究了在不同起爆方式下战斗部爆轰波压力场的分布规律和破片的飞散规律。仿真结果表明:随着起爆线夹角的增大,定向区域范围逐渐减小;... 详细信息

为了优化不同起爆方式下产生的爆轰波对定向战斗部毁伤效能的影响。利用LS_DYNA有限元仿真软件,模拟研究了在不同起爆方式下战斗部爆轰波压力场的分布规律和破片的飞散规律。仿真结果表明:随着起爆线夹角的增大,定向区域范围逐渐减小;随着起爆线的增加,定向区破片速度增大,定向区域范围基本无变化。起爆线夹角大于60°时,可以采用等距起爆的方式改善稀疏波的影响和增大定向区域破片的速度;起爆线夹角选取30°~60°范围,更有利于发挥战斗部的毁伤效应。

关键词：爆炸力学起爆方式定向战斗部数值模拟

不同起爆方式下波形控制器对破片飞散特性影响数值计算研究

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兵器装备工程学报 2023年第11期44卷 178-187页

作者：赵小锋刘伟唐子奇梁争峰海装装备项目管理中心北京100010 西安近代化学研究所西安710006

基于波形控制器改善杀伤战斗部轴向飞散特性,使用数值计算的方法比较了中心点起爆、一端中心起爆、两端中心起爆和中心三点起爆方式下有无波形控制器对破片空间分布、破片飞散速度和破片飞散角的影响,总结了不同起爆方式下波形控制器对... 详细信息

基于波形控制器改善杀伤战斗部轴向飞散特性,使用数值计算的方法比较了中心点起爆、一端中心起爆、两端中心起爆和中心三点起爆方式下有无波形控制器对破片空间分布、破片飞散速度和破片飞散角的影响,总结了不同起爆方式下波形控制器对破片飞散特性的影响,并对波形控制器的影响机理进行了初步分析。结果表明:与无波形控制器相比,4种起爆方式下波形控制器可以提高破片轴向飞散距离的一致性和飞散速度一致性,含波形控制器数值模型破片飞散角数值计算值依次分别减小43.2%、43.3%、40.0%和35.2%,破片沿轴向分布更集中,破片分布密度分别增大78.3%、78.4%、68.0%和55.8%,波形控制器对一端中心起爆时的破片分布密度增益最显著,研究结果可为波形控制器曲线和杀伤战斗部结构设计提供参考。

关键词：杀伤战斗部波形控制器起爆方式破片飞散速度破片飞散角

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起爆方式对双聚焦战斗部性能的影响

北京理工大学学报 2016年第4期36卷 359-364,375页

作者：荣吉利甘振坤覃光明蔚红建项大林北京理工大学宇航学院北京100081 西安近代化学研究所陕西西安710065

为了分析起爆点数量和位置对双聚焦式战斗部破片飞散特性的影响,对某型号的双聚焦式破片战斗部进行了数值仿真,仿真结果与试验值具有较好的一致性,对比分析了采用不同起爆方式时破片的飞散特性.研究结果表明,轴向起爆时改变起爆点的位... 详细信息

为了分析起爆点数量和位置对双聚焦式战斗部破片飞散特性的影响,对某型号的双聚焦式破片战斗部进行了数值仿真,仿真结果与试验值具有较好的一致性,对比分析了采用不同起爆方式时破片的飞散特性.研究结果表明,轴向起爆时改变起爆点的位置和数量对破片初速影响小,对聚焦效果影响大;采用偏心起爆时,破片初速与起爆半径成正比关系,起爆点的周向夹角对破片飞散特性影响小,偏心轴向上起爆点数量和位置影响较大.适当改变起爆点位置和数量能优化破片飞散,增强聚焦带对目标的毁伤作用.

关键词：双聚焦式战斗部起爆方式飞散特性聚焦效果数值模拟

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不同起爆方式下战斗部破片飞散特性

弹箭与制导学报 2022年第4期42卷 35-42页

作者：李鑫王伟力梁争峰海军工程大学兵器工程学院武汉430033 西安近代化学研究所西安710065

研究不同起爆方式下战斗部破片速度、飞散角度是评估战斗部三维能量场分布特性的基础。概括了单点和两点偏心起爆方式下破片径向速度分布计算模型,其中单点偏心起爆径向速度可通过添加修正变量函数、引入能量分配点、爆轰冲量作用理论推... 详细信息

研究不同起爆方式下战斗部破片速度、飞散角度是评估战斗部三维能量场分布特性的基础。概括了单点和两点偏心起爆方式下破片径向速度分布计算模型,其中单点偏心起爆径向速度可通过添加修正变量函数、引入能量分配点、爆轰冲量作用理论推导3种方式获得,两点偏心起爆径向速度主要基于爆轰碰撞马赫波理论求得;归纳总结了考虑两端稀疏波效应的轴向破片速度分布计算模型,包括基于试验结果的装填比函数修正和Gurney方程函数修正;分析对比表明轴线点起爆方式下破片飞散偏转角采用以Randers-Pehrson为代表提出的模型是比较准确的,因为其考虑了轴向速度差异性以及特征加速时间这一表征破片加速历程的参数;指出建立偏心起爆方式下轴向破片速度和飞散偏转角计算模型是未来重点发展方向,其对于定向战斗部设计、毁伤威力评估及引战匹配性研究具有重要意义。

关键词：战斗部起爆方式破片速度飞散偏转角偏心起爆