2010年  第24卷  第6期

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研究论文
炸药枪击试验和数值模拟研究
伍俊英, 汪德武, 陈朗, 王树山, 韩秀凤
2010, 24(6): 401-408 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.001
PDF (891)
摘要:
HL-10炸药是一种以RDX为基的含铝炸药,为了研究该炸药在子弹或金属破片撞击作用下的安全性,利用12.7 mm机枪法对钢壳包覆的柱形HL-10装药进行了枪击试验,试验结果表明,炸药没有发生燃烧或爆轰现象,由此可定义该炸药的枪击感度试验反应等级为1级。建立了炸药枪击试验的计算模型和数值计算方法,对子弹撞击和穿透炸药过程进行了三维数值模拟计算,计算结果与试验结果相符,分析了子弹速度对HL-10炸药枪击感度的影响,其结果可为炸药安全性评价分析提供理论根据。为了进一步验证计算模型和方法,对美国的PBX-9404炸药的枪击作用过程进行了计算分析,结果表明,PBX-9404炸药在枪击作用下发生了完全爆轰反应,与Neff等人的试验结果相吻合。
高温高压下金刚石单晶生长过程的声发射动态特征
刘磊, 张元培, 王风, 陈冲, 李木森
2010, 24(6): 409-414 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.002
PDF (656)
摘要:
采用声发射技术对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了动态检测。结合合成压块的断口形貌,对金刚石单晶生长过程对应的主要声发射参数进行了分析。结果表明,声发射信号的能量计数、振铃计数、幅度和上升时间等特征参数能客观反映金刚石单晶在高温高压下的动态生长规律,为研究金刚石单晶的生长机制提供了重要的实验依据。
突扩管爆轰推进及其喷管推力性能数值模拟
张焕好, 陈志华, 孙晓晖, 范宝春
2010, 24(6): 415-422 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.003
PDF (639)
摘要:
基于均相反应流N-S方程以及k-湍流模型与EBU燃烧模型,对爆轰波在突扩管内传播,以及主爆轰管加装不同形状喷管后对推力性能的影响进行了数值模拟。结果表明,爆轰波从预爆管进入主管后,能迅速诱发新的爆轰。另外,主管加装各类喷管后,单次爆轰所得的平均推力发生变化。其中,发动机端部推力随喷管收敛角度的增大而提高,并随扩张角度的增大而降低,但平均总推力却随扩张角度的增大而提高,随收敛角度的增大而降低,并存在一个最佳扩张角。
微型雷管药高比对输出威力的影响
何爱军, 严楠, 付淑玲, 耿万钧
2010, 24(6): 423-430 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.004
PDF (703)
摘要:
为了适应MEMS引信微型传爆序列的需求,针对微型雷管装药高度比对输出威力的影响开展了专门研究。改变装药直径为0.9 mm、装药高度为3 mm的微型雷管中起爆药与猛炸药装药高度比,用猛铜压阻传感器对爆轰输出压力进行测定,得到微型雷管中起爆药的临界高度为0.36 mm。当起爆药高度为1.65 mm时,微型雷管爆轰压力值最大,为10.3 GPa;当起爆药高度小于1.65 mm,HMX炸药高度大于1.35 mm时,随着起爆药高度的减小,猛炸药高度的增加,微型雷管的爆压值减小;当起爆药高度大于1.65 mm、HMX炸药高度小于1.35 mm时,随着起爆药高度的增加,猛炸药高度的减小,微型雷管的爆压值也减小。初步得出了羧铅起爆药和猛炸药的最佳高度比范围为0.69~2.26。
药柱冲击波在有机玻璃中的衰减特性研究
徐森, 刘大斌, 彭金华, 王建灵, 郭伟, 金朋刚, 贾宪政
2010, 24(6): 431-437 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.005
PDF (871)
摘要:
用作图法得到了药柱与有机玻璃隔板界面处的冲击波压力,利用AUTODYN 6.1软件模拟了药柱冲击波在有机玻璃隔板中的衰减过程,并用锰铜压力计法测量了药柱冲击波在不同厚度有机玻璃隔板中的压力,并根据理论公式计算了有机玻璃中相应的冲击波速度、波后质点速度和密度。结果表明,理论计算结果、数值模拟结果与试验测量结果一致,并根据试验结果得到了冲击波压力在有机玻璃中的衰减规律;AUTODYN 6.1软件能够准确地预测冲击波在有机玻璃隔板中的衰减特性。
纳米氧化钛团聚结构的研究
曲艳东, 李晓杰, 刘元
2010, 24(6): 438-442 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.006
PDF (800)
摘要:
爆轰形成的高温、高压持续时间短,使得新生的氧化钛来不及长成较大的晶粒,只能形成大量的类球形纳米微粒。在潮湿的爆生气体环境中,这些纳米氧化钛颗粒间的相互作用(如碰撞、摩擦、挤压、渗透和粘附等)比较剧烈,极易聚集成团聚体。初步分析了以硫酸氧钛为钛源、采用爆轰法合成的纳米氧化钛的团聚结构和分散形态,对经过加热至500 ℃、保温1 h热处理后的纳米氧化钛的团聚结构也进行了分析。研究结果表明:用爆轰法合成的纳米氧化钛存在软团聚和硬团聚两种形式,而经过热处理(500 ℃、1 h)的纳米氧化钛的团聚程度得到了一定的改善。此外,还分析了纳米粉体的特性、爆轰特点和爆生气体环境等因素对产生纳米氧化钛团聚结构的影响。
烟火药水下燃烧及其有效作用时间研究
欧阳的华, 关华, 潘功配, 杜雪峰, 肖贵林
2010, 24(6): 443-448 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.007
PDF (765)
摘要:
提出了烟火药水下燃烧有效作用时间的概念,分析了当前烟火药水下燃烧和水下爆炸等声辐射特性的测试手段和处理方法的不足。基于Pulse Labshop软件平台,结合实验结果,采用图形切片方法,获得了有效作用时间,解决了烟火药水下燃烧或水下爆炸等声源有效作用时间的评价问题,为工程应用和性能评价提供了一种方法。
Mn、Fe掺杂ZnS的第一性原理计算
李胜旨, 刘锦超, 杨向东, 郭艳锋, 许海全
2010, 24(6): 449-454 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.008
PDF (835)
摘要:
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了闪锌矿结构的纯净ZnS、Mn掺杂ZnS和Fe掺杂ZnS的电子结构和光学性质,分析了掺杂对ZnS晶体的能带结构、电子态密度、光学吸收系数的影响。计算结果表明:掺杂体系费米能级附近的电子态密度主要来源于Mn 3d,Fe 3d态电子的贡献;Mn、Fe掺杂情况下的光吸收谱均向低能级方向移动且在低能端形成新的吸收峰,红移效应明显。
固体炸药的磁驱动准等熵压缩实验研究
蔡进涛, 王桂吉, 赵剑衡, 莫建军, 翁继东, 吴刚, 赵锋
2010, 24(6): 455-460 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.009
PDF (844)
摘要:
较宽压力范围内未反应炸药的本构关系和状态方程对于深入和精确认识压缩波作用下炸药组分间相互作用的力学过程和起爆热点的形成机制具有重要意义。较之冲击压缩,磁驱动准等熵压缩加载(无冲击压缩)是获取较宽压力范围内未反应炸药的动态压缩力学特性更有效的手段。基于大电流产生的电磁力作用原理,在国内率先实现了炸药的磁驱动无冲击压缩实验技术。通过对负载电极、炸药样品参数的优化设计和安装工艺的控制,实现了5 GPa载荷内JO-9159炸药的磁驱动准等熵压缩加载。基于激光位移干涉测量技术和Lagrange数据处理方法,获得了JO-9159炸药的速度响应历史和准等熵压缩线。所得结果与文献数据进行了比较,结果表明,在实验压力范围内,JO-9159炸药的等熵压缩线与PBX9501炸药的等熵压缩线一致。
强流脉冲电子束作用下纯镍表层中织构及结构缺陷的演化行为
李艳, 顾倩倩, 邱冬华, 彭冬晋, 关庆丰
2010, 24(6): 461-466 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.010
PDF (666)
摘要:
利用强流脉冲电子束(HCPEB)装置对金属纯Ni进行轰击,采用X射线衍射及透射电子显微镜(TEM)技术详细分析了受轰击样品的变形结构和缺陷。X射线衍射分析表明,经强流脉冲电子束处理后,在{111}和{200}晶面出现了择优取向。TEM表层微观结构分析表明:强流脉冲电子束轰击1次和5次后,晶粒内部形成了大量的(111)[112]型波状条带结构,在波状条带内部包含大量平行的(200)[110]型微条带;10次轰击后,样品变形结构发生变化,除大量的条带状结构外,变形孪晶的数量明显增多。这些变形微结构不仅影响表层的织构演化行为,而且还能细化晶粒,强流脉冲电子束技术为制备表面纳米材料提供了一条有效的途径。
气炮加载实验中光学窗口透射率测量技术及其应用
李永宏, 刘福生, 程小理, 马海云, 张明建, 薛学东
2010, 24(6): 467-471 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.011
PDF (665)
摘要:
报道一种用于气炮加载条件的窗口透射率测量技术。该技术将一种激发电压低(4.5 V)、响应时间快(约500 ns)、输出功率稳定的半导体脉冲光源设置在弹丸内部,在碰靶前激发出光,作为照明光源,用于观测透明样品/窗口在加载过程中的透射率变化。将该技术用于石英玻璃冲击透明性研究,发现石英玻璃在经冲击压缩再卸载到水的过程中,其透射率下降了近30%,该结果不支持文献中所给出的液态水压致固化的解释。
高静压对淀粉结构及糊化性质的影响
刘培玲, 张甫生, 白云飞, 胡小松, 沈群
2010, 24(6): 472-480 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.06.012
PDF (735)
摘要:
综述了高静压对淀粉的影响。阐述了高静压的定义及其原理,与高静压的作用直接相关的淀粉结构及其性质。根据文献资料报道对25种以上淀粉的研究表明,高静压不仅对淀粉结构影响明显,包括微观结构、宏观颗粒形态,而且对淀粉糊化过程及性质也有较大的影响。施加的压力、淀粉的种类、处理温度、溶液浓度不同,对淀粉的结构和糊化影响也显著不同。大量的研究表明,高静压对淀粉的处理是有潜力的非热物理变性的手段,通过利用不同的高静压处理手段,得到不同品质的高静压淀粉产品,使淀粉在不同的领域中发挥更大的作用。