發(fā)布時間：2021-08-27 02:35

　　巖石爆破中的成型控制是巖石爆破理論和技術(shù)研究的前沿和重大課題,具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的聚能藥包定向斷裂爆破技術(shù)在各種復(fù)雜而極端的巖體結(jié)構(gòu)條件下,表現(xiàn)出射流質(zhì)量小和速度低的不足。近幾年興起的超聚能裝藥結(jié)構(gòu),通過添加輔助藥型罩以改變藥型罩壓合方式,可大幅提高射流速度和有效質(zhì)量。因此,可將超聚能與現(xiàn)有線性聚能爆破技術(shù)結(jié)合,提高射流侵徹性能,在改善聚能爆破成型效果的同時,降低裝藥量,加快施工進(jìn)度,且結(jié)構(gòu)相對簡單,可行性較高。目前國內(nèi)學(xué)者對超聚能裝藥結(jié)構(gòu)的研究方法較為單一,對超聚能射流形成過程的認(rèn)識也比較模糊。需要對線性超聚能射流形成機(jī)理及其侵徹性能影響因素開展更深入全面的多角度分析,從而完善線性超聚能射流形成理論,為線性超聚能爆破技術(shù)的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和實(shí)驗數(shù)據(jù)支撐。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗研究相結(jié)合的手段對線性超聚能射流的形成機(jī)理和侵徹性能進(jìn)行深入研究。主要研究工作和結(jié)論如下:（1）對線性超聚能射流的形成過程進(jìn)行理論分析,將其簡化為一次拋射和兩次壓合過程,建立基于定常條件的超聚能射流速度和質(zhì)量計算模型。并通過總結(jié)定常和準(zhǔn)定常射流侵徹理論初步分析射流侵徹性能的影響因素。... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

聚能效應(yīng)試驗

1緒論31.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（ResearchStatusatHomeandAbroad）1.2.1聚能效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀聚能效應(yīng)起始于1883年，F(xiàn)oerester首次對炸藥的空穴效應(yīng)進(jìn)行研究，隨后1888年門羅發(fā)現(xiàn)帶空穴的柱狀炸藥（沒有藥型罩）爆炸后，在空穴方向形成能量密度較高的聚能氣流，可提高金屬板侵徹深度[13]。WASG開展了帶藥型罩的聚能效應(yīng)研究，將金屬藥型罩緊貼于炸藥空穴上，藥型罩在爆轟作用下形成能量密度更高的金屬射流，可進(jìn)一步提高對靶板的侵徹效果，如圖1-1所示。Hams[14]等通過實(shí)驗室試驗手段驗證了不同錐角、不同藥型罩、不同炸藥條件下的聚能效應(yīng)。圖1-1聚能效應(yīng)試驗Figure1-1Shapedchargeexperiments聚能裝藥在二戰(zhàn)期間得到快速發(fā)展。1941年，Schuman和Simon等人[15-17]研究了炸高、錐角和壁厚等因素對多種類型藥型罩聚能效應(yīng)的影響規(guī)律。1948年，Birkhoff等[18]首次提出了定常條件下的聚能射流形成機(jī)理，奠定了射流形成理論研究的基矗定常理論假定藥型罩所受爆轟壓力遠(yuǎn)大于藥型罩材料強(qiáng)度，因此可將藥型罩簡化為一種理想不可壓縮的流體。假設(shè)楔形罩微元瞬間被加速至理想速度，且壓合過程中藥型罩的密度、厚度和壓合角等參數(shù)均保持不變。藥型罩定常壓合的對稱模型如圖1-2所示。其中，0和分別為藥型罩入射的速度和質(zhì)量，和分別為射流速度和射流質(zhì)量，和分別為杵體速度和杵體質(zhì)量。圖1-2射流與對稱面碰撞Figure1-2Impingementofjetonthesymmetryplane設(shè)藥型罩錐角為2，壓合速度為0，則射流速度與杵體速度為：

碩士學(xué)位論文4()()0cos/2cos/2sinsintan2juv=++(1-1)()()0cos/2cos/2sinsintan2suv=(1-2)射流質(zhì)量和杵體質(zhì)量為：()11cos2jm=m(1-3)()11cos2sm=m+(1-4)假設(shè)爆轟波陣面的運(yùn)動方向與藥型罩表面垂直，即=，則射流速度和杵體速度變?yōu)椋?)001cos/tansin2jvuv=+=(1-5)()001costansin2svuv==(1-6)圖1-3準(zhǔn)定常條件下藥型罩的壓合過程Figure1-3Quasi-steadycollapseofliner定常理想不可壓縮射流形成理論可以預(yù)測射流和杵體的峰值速度和質(zhì)量，該模型與實(shí)驗具有良好的一致性，計算誤差一般為10%。但是，定常模型中沒有考慮到藥型罩材質(zhì)的因素、藥型罩在壓合過程中厚度的變化以及壓合角的變化導(dǎo)致的速度差，故不能預(yù)測射流速度梯度和射流的拉長，且預(yù)測的射流速度通常偏大。Paugh、Eichelberger和Rostoker提出了基于準(zhǔn)定常理想不可壓縮流體力學(xué)的射流形成理論，即PER準(zhǔn)定常理論[19,20]。PER準(zhǔn)定常理論認(rèn)為：藥型罩的壓垮瞬間完成，壓合速度不斷減小，隨著壓合角的不斷增大，藥型罩壓合速度不斷減小，射流速度降低，射流質(zhì)量增大。圖1-3表示了準(zhǔn)定常理論的藥型罩壓合過程。當(dāng)藥型罩微元M開始壓垮，并向中軸線方向移動到B點(diǎn)時，M＇獲得的速度較小，并運(yùn)動到P點(diǎn)，實(shí)際產(chǎn)生的壓


本文編號：3365475