【摘要】：為了給我國不敏感彈藥和不敏感引信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供參考,采用對比分析的方法對國內(nèi)外關(guān)于軍用爆炸物質(zhì)感度試驗方法和評定標(biāo)準(zhǔn)進行了分析,并運用數(shù)值仿真軟件對引信鈍感爆炸元件裝藥和收口工藝過程、鈍感爆炸元件被小型雷管的引爆特性以及快速烤燃和慢速烤燃環(huán)境下的引信響應(yīng)特性進行了研究。為了提高我國爆炸物質(zhì)使用的安全性和可靠性,從評定的爆炸物質(zhì)類型、爆炸物質(zhì)感度試驗項目、試驗方法和評估準(zhǔn)則等方面對我國軍用標(biāo)準(zhǔn)和美國軍用標(biāo)準(zhǔn)進行對比分析,發(fā)現(xiàn)在軍用爆炸物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)制定方面我國與美國仍有較大差距。主要體現(xiàn)在:評定爆炸物質(zhì)類型不夠全面,缺少對起爆藥和液體火藥的評定試驗;試驗評定方法單一;試驗評定判據(jù)多為定性判據(jù),客觀性不足;尚未建立低易損性爆炸物質(zhì)感度評定方法標(biāo)準(zhǔn);試驗標(biāo)準(zhǔn)版本更新慢,難以適應(yīng)發(fā)展需求;試驗分類缺乏系統(tǒng)性,可操作性不強。針對爆炸元件傳統(tǒng)收口工藝中依靠經(jīng)驗設(shè)計收口模具結(jié)構(gòu)參數(shù)而難以提高生產(chǎn)效率的問題,提出了采用逐級細化方法運用LS-DYNA仿真軟件對典型材料和尺寸的導(dǎo)爆管殼收口過程進行數(shù)值仿真。結(jié)果表明:管殼收口模具的最優(yōu)錐角約為80°,采用該收口錐角在收口過程管殼不易壓裂,而在其后的平口過程中管殼口部膨脹也不明顯。收口可能會使導(dǎo)爆管裝藥密度變得過大,因此導(dǎo)爆管收口端不宜設(shè)計為輸入端。為盡可能減小收口力對裝藥密度的影響,導(dǎo)爆管殼宜選擇低強度材料如純鋁和紫銅。為了給不敏感引信傳爆序列設(shè)計提供參考,利用ANSYS/LS-DYNA軟件研究了隔板厚度、隔板材料、隔板位置、空氣層厚度、受主裝藥量及其約束條件等因素對小雷管引爆特性的影響。結(jié)果表明:傳爆序列中雷管的起爆能力以軸向起爆為主。雷管底帽材料的起爆能力從大到小依次是紫銅、08鋼和純鋁。當(dāng)?shù)酌辈牧蠟樽香~時,在空氣層厚度為1mm和2mm情況下,底帽厚度為0.2mm有利于起爆導(dǎo)爆管;而當(dāng)空氣層厚度為4 mm時,底帽厚度為0.4 mm有利于起爆導(dǎo)爆管。隔板材料取紫銅、厚度取0.6 mm、位于雷管與導(dǎo)爆管間空氣層厚度的1/5處時,導(dǎo)爆管受雷管的引爆最為有利。施主約束材料對起爆性能影響不大,因而小雷管殼體材料采用純鋁對其起爆能力影響不大。而受主約束材料對起爆性能影響較大,受主約束材料為45鋼和08鋼明顯優(yōu)于2A12鋁合金。隨著受主裝藥高度的增加,受主裝藥被引爆的可靠性也逐漸提高。裝藥高度不同對應(yīng)的最佳隔板厚度也不同。為了分析烤燃環(huán)境下引信炸藥裝藥熱響應(yīng)特性及其影響因素,通過編寫用戶自定義函數(shù)來描述炸藥熱反應(yīng)方程,并導(dǎo)入仿真軟件Fluent中對引信烤燃過程進行數(shù)值仿真。結(jié)果表明:慢速烤燃情況下引信點火區(qū)域更易出現(xiàn)在雷管裝藥中心的環(huán)形區(qū)域,隨著升溫速率的增加,引信內(nèi)炸藥裝藥的點火時間和點火溫度均呈逐漸減小或降低的趨勢。引信殼體材料對炸藥裝藥的熱點火反應(yīng)影響不大,而引信的炸藥裝藥類型和裝藥密度對點火時間和點火溫度影響較大。在引信表面增加隔熱材料可以延長引信點火時間,但對點火溫度影響較小。對比隔熱涂層(T-09)、樹脂復(fù)合材料(碳/酚醛)、隔熱陶瓷瓦(AETB-8)和耐熱涂料(TGR-22)仿真結(jié)果可知,耐熱性能最好的是隔熱涂層瓦。隨著隔熱材料厚度的增加,炸藥裝藥點火溫度呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢,而點火時間則逐漸延長。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TJ430

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本文編號：2616005