基于霍普金森压杆的RDX基含铝炸药装药双脉冲加载实验

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FOX-7和 RDX 基含铝炸药的冲击起爆特性

FOX-7和 RDX 基含铝炸药的冲击起爆特性

FOX-7和 RDX 基含铝炸药的冲击起爆特性赵娟;冯晓军;徐洪涛;田轩;冯博【摘要】为研究FOX‐7和RDX基含铝炸药的冲击起爆特性,对其进行了冲击波感度试验和冲击起爆试验,结合冲击波在铝隔板中的衰减特性,确定了FOX‐7和RDX基含铝炸药的临界隔板值和临界起爆压力,并通过锰铜压阻传感器记录了起爆至稳定爆轰过程压力历程的变化。

结果表明,以Φ40 mm ×50 mm的JH‐14为主发装药时,FOX‐7和RDX基含铝炸药临界隔板值分别为37.51和34.51 mm ,对应的临界起爆压力为10.91和11.94 GPa;起爆压力为11.58 GPa 时,FOX‐7炸药的到爆轰距离为25.49~30.46 mm ,稳定爆轰后的爆轰压力为27.68 GPa ,爆轰速度为8063 m/s;起爆压力为14.18 GPa时,RDX基含铝炸药的到爆轰距离为17.27~23.53 mm ,稳定爆轰后的爆轰压力为17.16 G Pa ,爆轰速度为6261 m/s。

%To investigate the initiation characteristics of FOX‐7 and RDX based aluminized explosive initiated by shock waves ,the shock wave sensitivity test and shock initiation test were carried out .Combining shock wave atten‐uation characteristics in aluminum ,the critical gap thickness and the critical initiation pressure of FOX‐7 and RDX based alminized explosive were determined .The change in pressure history of initiation to steady detonation process was recorded through manganin piezoresistance gauges .The results show that the critical gap thickness of FOX‐7 and RDX b ased explosive is 37 .51 and34 .51 mm ,respectively ,and the corresponding critical initiation pressure is 10 .91 and 11 .94GPa respectively .For FOX‐7 ,when the initiation pressure is 11 .58GPa ,the distance‐to‐detonation is from 25 .49mm to30 .46 mm ,the detonation pressure after steady detonation is27 .68GPa ,while the detonation velocity is 8063m/s .For RDX based aluminized explosive ,when the initiation pressure is 14 .18GPa ,the distance‐to‐detonation is 17 .27 mm to 23 .53 mm ,the detonation pressure after steady detonation is 17 .16GPa ,while the detonation velocity is 6 261 m/s .【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2016(039)004【总页数】5页(P42-45,50)【关键词】爆炸力学;冲击起爆;FOX-7;RDX基含铝炸药;冲击波感度;临界隔板值;爆轰【作者】赵娟;冯晓军;徐洪涛;田轩;冯博【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O382凝聚态炸药的冲击起爆过程是一个十分复杂的物理化学变化过程,其冲击转爆轰机理是爆轰化学领域关注的重点,并与炸药的可靠性、安全性及能量释放相关[1-3]。

RDX基铝纤维炸药空中爆炸性能

RDX基铝纤维炸药空中爆炸性能
冲击波压力时程曲线在衰减阶段偶尔会出现许多反复的小击波,如果 二 次 击 波 出 现 的 位 置 恰 好 在 压 力 衰 减 到 达 大 气 压 之 前 ,则 正 相 持 续 时 间 能 够 显 著 地 变 化 ,但 这 些 后 期 波 除 了 对 正 相 持 续 时 间 以 外 的 任何正相特性的影响都比较小。二次以及反复出现的击波对负相影响 较 大,即 可 以 使 负 相 冲 量 和 幅 值 大幅减少,或者使负相突然中止。由 于 实 验 得 到 二 次 击 波 处 于 负 压 区 前 端,对 负 压 的 持 续 时 间 影 响 较 小,而对负压峰值与负压冲量影响 较 大。 另 外,铝 纤 维 炸 药 与 铝 粉 炸 药 的 压 力 时 程 曲 线 衰 减 速 度 慢 于 RDX 的,与铝纤维以及铝粉参与炸药爆炸产物的二次反应有关。
空中爆炸实验采用直径为2.4 m、长为4.5 m 的空中爆炸容器,测试装置包括压力传感 器、恒 流 源 和示波器。固定传感器时确保传感器水平,传感器的平面部分平行 于 铅 垂 面,传 感 器 指 向 被 测 药 柱,并
与药柱处于同一水平面上,实验装置如图1所示。为了对比研究铝纤维 炸 药 与 铝 粉 炸 药 以 及 基 体 炸 药 RDX 空中爆炸性能参数和衰减规律,在距离药柱0.7 m 处安放传感器,并测得压力时程曲线。
国 标 学 科 代 码 :1303520
文 献 标 志 码 :A
对空武器的装药选取需要考虑多方面因素,其中重要的性能指标 有 冲 击 波 压 力 峰 值 和 冲 量。有 学 者对不同等效距离上的 TNT 压力峰值 的 实 验 和 理 论 值 进 行 了 总 结,得 到 不 同 的 压 力 峰 值 经 验 计 算 公 式。H.L.Brode等 总 [1] 结的压力峰值经验公式计算结果与实验验 数 据 有 较 大 的 偏 差,因 此 无 法 直 接 应 用到战斗部威力评估中。於津等 提 [2] 出的压力峰值经 验 公 式 虽 然 精 度 有 所 提 高,但 由 于 缺 乏 大 量 实 验 数据导致其经 验 公 式 的 适 用 范 围 较 小。 张 陶 等 分 [3] 别 测 试 了 油 气 炸 弹 (fuelairexplosives,FAE)和 TNT 爆炸场压力峰值,结果表明 FAE 爆炸场压力分布规律与 TNT 有显著区别。牛余雷等 测 [4] 量 了 3 种 双 元 炸 药 空 中 爆 炸 冲 击 波 压 力 时 程 曲 线 ,并 与 单 一 炸 药 进 行 比 较 ,结 果 表 明 双 元 炸 药 的 装 药 结 构 可 使 两部分装药之间产生能量耦合,从 而 提 高 装 药 的 能 量 输 出。 仲 倩 等 对 [5] 于 不 同 装 药 量 的 TNT 冲 击 波 压力进行测定,提出了压力峰值与比 例 距 离 关 系 的 改 良 经 验 公 式,其 与 文 献 数 据 相 对 偏 差 的 平 均 值 为 5.61%。传统上,对于非 TNT 炸药,可通过实验得到其冲击波压力峰值,并与 TNT 炸药的压力峰值进 行比较,从而求出该炸药的爆炸威力(TNT 当量 比)[6],但 这 种 方 法 仅 对 理 想 炸 药 适 用。 空 中 武 器 装 填 的 炸 药 由 于 类 型 并 不 相 同 ,不 同 类 型 的 炸 药 在 空 中 爆 炸 时 爆 轰 特 性 以 及 冲 击 波 衰 减 规 律 也 不 尽 相 同 ,按 照冲击波压力峰值进行估算炸药威力往往会得出错误结论,因此需要对不 同 类 型 的 炸 药 进 行 空 中 爆 炸 实验 。 [7] 有学者对如何提高炸药爆炸后在介质中产生 的 压 力 以 及 冲 击 波 冲 量 进 行 了 深 入 研 究,认 为 在 炸 药 中 加 入 金 属 粉 末 可 以 在 爆 炸 中 额 外 释 放 出 能 量 ,虽 然 这 部 分 能 量 对 爆 速 和 爆 压 均 无 贡 献 ,但 可 以 增 强炸药在周围介质中形成的冲击 波 压 力 和 冲 击 波 冲 量 。 [8] 本 文 中,将 传 统 含 铝 炸 药 (RDX/Al)中 的 铝 粉用铝纤维替代,得到新型铝纤维炸药[9],通过对铝纤 维 炸 药 与 传 统 含 铝 炸 药 以 及 基 体 炸 药 RDX 进 行 空 中 爆 炸 实 验 ,分 析 三 者 空 中 爆 炸 性 能 的 差 异 ,以 期 为 进 一 步 提 高 含 铝 炸 药 的 性 能 提 供 参 考 。

RDX基含铝炸药的热爆发活化能及动力学补偿效应

RDX基含铝炸药的热爆发活化能及动力学补偿效应

t a h au sf s iea d t e al o t n r a i g t eRDX c n e t . ti f u d t a i e i c mp n a h tt e Eb l e i trs n h n f l d wn wi i c e s h v r h n o t n s I o n h t k n t o e s s a c to fe t e isb t e n a d Ebo h s s e . s d O i ei o e s to fe ta d t e r lt n o x i n e f c x t e we n lA n ft e 1 y t ms Ba e n k n tc c mp n a i n e fc n h ea i fe — 2 o p o i n t mp r t r s T n l so e e a u e ba d RDX n l mi u p wd rc n e t , n e u t n, ih c n r p e e tt ec r e a in o a d au n m o e o t n s a q a i wh c a e r s n h o r lto f o
f r n o e sofRDX nd a u i um owde e e d t r i d by 5S e l so t m pe a ur e t e e tc nt nt a lm n p rw r e e m ne xp o in e r t e t s.The r s t ho e uls s w
Ke r s p y ia h mit y h a x l so i e i p r me e ; i e i c mp n a i n e fc s RDX; l mi i d e y wo d : h sc lc e sr ; e t e p o i n k n tc a a t r k n tc o e s to fe t ; au n z x e

PBX炸药装药的力学性能及损伤破坏研究

PBX炸药装药的力学性能及损伤破坏研究

PBX炸药装药的力学性能及损伤破坏研究随着现代高性能武器系统的飞速发展,弹药的安全性问题日益突出,新型常规武器对炸药装药的起爆性能提出了更高的要求。

高聚物粘结炸药(PBX)是一类具有较高能量密度、优良机械性能和较高安全性能等的高能复合材料,在国防和国民经济等领域广为使用。

然而,即便是PBX这类钝感炸药,意外爆炸事件也时有发生。

为适应高性能武器装备发展的需要,研究钝感高能炸药的各项性能就显得尤为重要。

PBX炸药本身结构复杂,加之其在发挥效能前的服役过程中所受力学环境复杂,研究PBX炸药的力学性能,特别是动态力学性能是目前研究炸药安全性的一个重要课题。

本文旨在研究PBX炸药的动态力学响应和损伤的产生和发展规律。

采用霍普金森压杆(SHPB)作为主要的实验平台,研究PBX炸药的动态压缩和拉伸力学特性,并观察PBX炸药受动态加载后的细观损伤形貌,最终建立含细观损伤的本构关系,为研究含能材料的安全性提供一定的理论支撑。

本文主要有三个部分,第一部分为PBX炸药力学性能的基础研究,从宏观层次观察了损伤的发展及其在应力应变曲线上的反映。

从实验结果看PBX炸药这类材料具有典型的力学脆性,脆性材料的损伤模式一般以微裂纹的产生和发展为主,要研究其损伤特性就需要观察内部细观裂纹的发展变化。

因此,第二部分采用巴西实验为主要加载方式对PBX炸药的细观损伤演化过程进行了实验和数值模拟研究。

在获得了PBX炸药的损伤特性之后,需要对其发展规律进行数学描述。

在本文的最后一部分,采用微裂纹扩展区损伤本构模型来描述PBX炸药内部微裂纹演化发展对宏观应力应变曲线的影响。

详细的研究内容如下:第一部分的内容主要为PBX炸药的宏观动态力学响应研究。

首先针对PBX炸药这类破坏应变很小的脆性材料,改进传统的SHPB测试方法以获得更为准确的实验结果。

采用半导体和石英晶体联合测试技术提高实验信号的信噪比;采用不同脉冲和不同波形整形器进行加载研究PBX炸药的宏观损伤力学特性,发现PBX炸药的损伤发展对冲击加载比较敏感,且极限加载应变率很低。

RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号特性实验研究

RDX基含铝炸药爆炸电磁辐射信号特性实验研究

RDX 基含铝炸药爆炸电磁辐射信号特性实验研究陈鸿,何勇,潘绪超,焦俊杰,沈杰,张江南(南京理工大学智能弹药国防重点学科实验室,江苏南京210094)摘要:为了得到黑索今(RDX )以及RDX 基含铝炸药爆炸过程中的电磁辐射信号特征,采用宽带天线测量系统对炸药爆炸电磁辐射信号进行了实验研究。

结果表明,RDX 以及RDX 基含铝炸药爆炸电磁辐射信号发生时刻与起爆时刻相比有明显延迟。

距爆心2m 处,爆炸电磁辐射信号强度在1.87~15.20V·m -1范围内,随距离的增加而衰减。

当含铝量从0~20%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而增强;当含铝量从20%~30%时,爆炸电磁辐射信号强度随含铝量的增加而降低。

RDX 及RDX 基含铝炸药爆炸电磁辐射信号频率主要分布在500MHz 以内,铝的添加会改变爆炸电磁辐射信号的频率成分,不同含铝量炸药爆炸电磁辐射信号频谱不同。

关键词:RDX 基含铝炸药;电磁辐射;天线测量;频谱分析中图分类号:TJ55;O389;O441.5文献标志码:ADOI :10.11943/CJEM20192611引言炸药爆炸过程中伴随的电磁辐射现象是炸药爆炸重要宏观物理现象之一,研究爆炸电磁辐射对炸药爆轰理论、炸药应用途径的拓展以及爆炸测试中的电磁干扰防护具有重要意义。

而炸药爆轰是一个非常复杂的多物理场耦合作用过程,目前对爆炸电磁辐射机理研究仍处于原理探索阶段,尚未形成完善的理论模型,实验测量依旧是此类研究的主要手段。

自20世纪50年代以来国内外学者相继对爆炸电磁辐射现象进行了实验研究[1-6],研究结果表明炸药爆炸过程伴随着电磁辐射信号的产生,炸药组份、壳体外形以及测试环境等均会对爆炸电磁脉冲波形和幅度产生影响,不同类型炸药爆炸产生的电磁频谱不同,频谱从赫兹到吉赫兹量级均有报道。

随着测试技术的发展,近年来美国洛斯拉莫斯实验室学者Jeremiah Harlin 等[7-10]采用不同测试方法对TNT 和PBX 爆炸电磁辐射信号进行了较为全面的测量,推测爆炸电磁辐射源来自于爆轰波区域的带电粒子。

静电喷雾法制备RDXNCAl复合炸药

静电喷雾法制备RDXNCAl复合炸药

第43卷第6期2 02 0年1 2月620火炸药学报Chinese Journal of Explosives & PropellantsDOI :10. 14077/j. iisn. 1007-7812.201910002静电喷雾法制备RDX/NC /AI 复合炸药梁宁,陈丽红,冀威,王敦举(西南科技大学国防科技学院,四川省新型含能材料军民融合协同创新中心,四川绵阳621010)摘要:为改善环三次甲基三硝基胺(RDX)的能量密度和反应速率,采用静电喷雾法制备了 RDX/NC/AI 复合炸药% 通过电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-R)对产品的形貌、结构进行分析,利用透射电 对纳米AI进行活性分析,采用热重-差示扫描量热(TG-DSC)对产品热性能进行了分析,同时测定了其机械感度,并用高速摄影 析其 过程(结果表明,采用静电喷雾法制得的RDX/NC/AI 复合的粒径范围为60〜170nm,以团聚微球的形式存在,3种原料之间的复合为物理复合,纳米AI 粉的铝质量分数约为74.89% ;与原料RDX 相比,RDX/NC/AI 复合 的活化高了 25.11kJ/mo$ 临界 高了 2.4C ,两者的等动力学 为214.69C ,撞击感度和摩擦感度分别大于40J 和360N,降感效果明显(表明RDX/NC/AI 复合炸药的燃烧性能较好,具有较短的点火延迟时间和较高的燃烧速率,以及较好的安全性能。

关键词:物理化学;静电喷雾技术;RDX/NC/AI %复合;热分解性能中图分类号:TJ55;O64文献标志码:A 文章编号:1007-7812(2020)06-0620-06Preparation of RDX/NC/Al Composite Explosives by Electrostatic Spray MethodLIANG Ning , CHEN Li-hong , JI Wei , WANG Dun-ju(SchoolofNationalDefenseScienceandTechnologyCo l egeSouthwestUniversityofScienceandTechnologySichuanCo-InnovationCenterforNewEnergeticMaterials MianyangSichuan621010 China )Abstract : Inordertoimprovetheenergydensityandreactionrateofcyclotrimethyltrinitroamine (RDX ) electrostaticspraymethodwasappliedtoprepareRDX /NC /Alcompositeexplosives.Theappearanceandstructureofthecompositeexplosives wereanalyzedbyusingscanningelectronmicroscope (SEM )andfouriertransforminfraredspectroscopy (FT-IR ).TheactivityofAlnanoparticleswasanalyzedbyusingTEM.Thermogravimetricanalysis-di f erentialscanningcalorimetry (TG-DSC ) wasusedtoanalyzethethermalperformanceoftheproduct andthemechanicalsensitivitywasmeasured.Thecombustionproce s wasanalyzedbyusinghigh-speedphotography.TheresultsshowthattheparticlesizeofRDX /NC /Alcompositeexplosivepre-paredbyelectrostaticsprayingmethodrangesfrom60nmto170nm whichexistsintheformofagglomeratedmicro-spheres. The composite mode among the three materials is physical composite. The aluminum ma ss fraction of nano Al powder is about74.89% . Compared with the raw material RDX , the activation energy of RDX/NC/AI is increased by 25. 11 kJ /mol and thecritical thermal explosion temperature is increased by 2 • 4C • The isodynamic temperature of the RDX and RDX/NC/AI is 214. 69C . The composite explosive has obvious effect of decreasing the sensitivity , and the sensitivity of impact and frictionaregreaterthan40Jand360N respectively.Therefore theproducthasbe t ercombustionperformancewithshorterignitiondelaytime highercombustionrateandbe t ersafetyperformance.Keywords : physical chemistry ;electrostatic spraying technology ; RDX/NC/AI% composite explosives% thermal decomposition propertyX性高和精确制导成为现代武器系统发展的主攻方X向。

RDX基含铝炸药圆筒试验及状态方程研究

RDX基含铝炸药圆筒试验及状态方程研究
L PEI Hong-bo,ZHONG Bin, I Xing-Ian,ZHANG Xu,ZHENG Xian-xu
(Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan 621999, China )
作功能力最强;得出在炸药配方设计时,应综合考虑爆热和产物比容,单纯追求高爆热,不能获得最佳的毁伤效果°
关键词:爆炸力学;含铝炸药;圆筒试验;作功能力;状态方程;光子多普勒速度计
中图分类号:TJ55;O38
文献标志码:A
文章编号:1007-7812(2019)04-0403-07
Study on the Cylinder Tests and Equation of State in RDX Based Aluminized Explosives
摘 要:为了研究铝粉含量对含铝炸药作功能力的影响,同时获得含铝炸药中铝粉的反应规律,对5种不同配方的
炸药(RDX、RDX/A:RDX/LiF)开展了 -25 mm圆筒试验,利用光子多普勒测速技术(PDV)获得了圆筒的速度历程,在
JWL状态方程的基础上提出了一种考虑铝粉二次反应速率的含铝炸药状态方程拟合方法。结果表明,对于粒径
引言
含铝炸药由于具有较高的爆热和较强的作功 能力,在含能材料领域获得了广泛的应用’含铝炸 药的爆速随铝粉含量的增加而降低[1-3],铝粉主要在 C-J面后与气相产物发生二次反应,使得含铝炸药的 能量释放特性与理想炸药存在较大的差异’含铝 炸药由于其爆轰的非理想性,其毁伤效果不仅与炸
药的总能量(爆热)有关,还与铝粉二次反应速率有 关。目前基于光谱法「46、金属圆筒试验「79、飞片 法)0*、水下爆炸等方法,对含铝炸药中铝粉的反 应速率有一些定性的认识’一般认为铝粉的反应 与炸药组分,约束条件,铝颗粒的形状、尺寸等因素 相关,对于炸药中铝粉反应的时间尺度,不同研究 者给出的结果相差较大’对于含铝炸药中铝粉二 次反应的开始时间、持续时间等关键问题尚缺乏可

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

2 圆 筒试 验
试 验 包 括 2 5 . 4 mm 和 5 0 . 0 mm 两 种 尺 寸 的
圆筒 试验 , 待测 炸药 的试 验样 品采 用压 装成 型工艺 , 平
均密 度为 1 . 8 6 8 g・ c m~;圆筒 材 料 为 T U1无 氧 铜 ,
密度 为 8 . 9 3 g ・c m一。 炸 药 样 品 尺 寸 分 别 为
剂 =6 8 / 2 8 / 4) 开展 了 2 5 . 4 mm 和 5 0 . 0 mm 两 种
尺寸 的 圆筒试 验 , 对 比 了不 同装药 直 径 下 该 含 铝炸 药 作功 能 力 的差 异 , 并采 用 L e e — T a r v e r 点 火增 长 模 型对
其进 行数 值模 拟 , 根据 试 验 结 果 确定 出 了爆 轰 产 物 的 J WL状 态方程 参 数及 反 应 速率 方 程 参 数 , 为 该 含铝 炸 药在 战斗 部 中的应 用提 供参 考 。
中图 分 类 号 :T J 5 5 ;03 8 9 文献标识码 : A DOl :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6 — 9 9 4 1 . 2 0 1 3 . 0 6 . 0 1 7
能满 足含铝炸药 战斗部设计及 毁伤效果模拟 的需要 。
的反 应过程 , 但 目前这 方 面 的研 究成 果仍 然 较少 , 不
3 试 验 结 果 与讨 论
3 . 1 数 据处 理 方法

收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 1 — 3 1 ;修 回 日期 : 2 0 1 3 ・ 0 4 - 2 7
1 引 言
含铝炸药因具有高密度 、 高爆热 、 高爆 温等特点 , 已被 广泛应用于水中兵器 、 对空武器等领域 , 其作功能力及爆轰 产物 的状态方程也成为武器设计者所关心的热点问题。 目前 , 炸 药 的作 功能 力 一 般 采 用 圆筒 试 验 进 行 评 估, 并 已建 立 了相 应 的标 准 。一 些 学 者采 用 圆筒 试 验 对含 铝炸 药 的作 功能 力 进 行 研究 时发 现 , 由 于含 铝 炸 药 的爆 轰 反应 区较 宽 , 使 得 不 同尺 寸 圆筒 试 验 的结 果 不 符合 相 似律 ”I 3 。这 也 说 明 , 根 据 一 种 尺 寸 的 圆筒 试 验结 果 , 采用 c — J 理 论 模 型 所 确 定 的含 铝 炸 药 爆 轰 产物 J wL ( J o n e s — Wi I k i n s — L e e ) 状 态方 程 并 不 能描 述 其 他 尺 寸 的圆筒 试验 , 对 含铝 炸药爆 轰 过程 的数 值模 拟 , 必 须考 虑爆 轰反 应 的速 率及 宽 度 等 因素 。对此 , 一 些 学者 尝试 采用 L e e — T a r v e r 点火 增 长模 型对 含铝 炸药 爆 轰过 程进 行数 值模 拟 , 如 陈朗等 、 韩勇 等 采 用该

霍普金森杆实验技术简介

霍普金森杆实验技术简介

霍普金森杆实验技术简介霍普金森杆实验技术简介1.材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中,甚至就在日常生活中,人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题,并且可以观察到,物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。

了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。

此外,数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用,而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下(尤其是在动态应变率下)的精确应力-应变曲线基础上的本构模型。

所以,获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。

尽管人们已经研制了多种动态实验技术,但是,与准静态实验相比,进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。

因此,为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线,研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。

首先,人们知道,固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质,以忽略介质微元体的惯性作用为前提。

这只是在载荷强度随时间不发生显著变化的时候,才是允许和正确的。

而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征,在以毫秒(ms)、微秒(?s)甚至纳秒(ns)计的短暂时间尺度上发生了运动参量(位移、速度、加速度)的显著变化。

在这样的动载荷条件,介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中,这是一个动力学问题。

对此必须计及介质微元体的惯性,从而就导致了对应力波传播的研究。

一切固体材料都具有惯性和可变形性,当受到随时间变化着的外载荷的作用时,它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。

在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中,只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程,而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。

在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中,则相当于应力波传播速度趋于无限大,因而不必再予以考虑。

两次脉冲加载条件下炸药装药的安全性实验技术

两次脉冲加载条件下炸药装药的安全性实验技术

doi:10. 3969 / j. issn. 1001 ̄8352. 2022. 02. 005
两次脉冲加载条件下炸药装药的安全性实验技术

李亮亮 孙兴昀 付改侠 肖 玮 屈可朋
西安近代化学研究所( 陕西西安ꎬ710065)
[ 摘 要] 为获得炸药装药在多次脉冲载荷条件下的安全性ꎬ基于大型落锤模拟加载装置ꎬ设计了两次脉冲实验
距离的位移后ꎬ再对 2 # 板进行冲击ꎬ装药得到第 2
次脉冲加载ꎮ
在其他条件不变时ꎬ1 # 板厚度越大ꎬ其破坏时所
需能量越大ꎬ给予炸药试样的第 1 次应力脉冲越大ꎻ
故实验中可通过调节 1 # 板的材质、厚度等参数来改
变应力峰值ꎮ 在落锤高度等其他条件一定时ꎬ上击
柱通过 1 # 板和 2 # 板的速度一定ꎬ两次脉冲的时间间
Fig. 1 Diagrammatic sketch of drop hammer device
and bomb sample
落锤模拟加载装置由落锤、轨道、防护盒、样弹、
防护掩体、压力传感器、控制系统、信号放大器及数
据采集处理系统等组成ꎮ 实验时ꎬ某一质量的落锤
被提升到一定高度ꎬ以自由落体方式下降并撞击样
large drop weight simulation loading deviceꎬ two ̄pulse experimental devices were designedꎬ and the experimental technolo ̄
gy of explosive charge safety under two ̄pulse loading conditions was established. The safety of CL ̄20 ̄based aluminum ̄

霍普金森压杆实验中的脉冲整形技术——笔记

霍普金森压杆实验中的脉冲整形技术——笔记

霍普金森压杆实验中的脉冲整形技术——笔记1、霍普金森压杆实验中的一些问题的现状:关于霍普金森压杆技术有效性的讨论过去主要集中试件的尺寸效应,波在杆中的二维弥散修正等。

实验过程中试件是否处于应力均匀状态以及试件是否以恒应变率变形这两个问题上所给予的关注并不多,或者说还没有找到一个非常可行的方法来解决这两个问题。

2、常规霍普金森压杆技术所遇到的问题:要得到有效并精确的数据,下列霍普金森压杆的假设必须得到满足:1)压杆中的波传播必须是平面一维的,因为应变片所测得的杆的表面应变通常代表压杆整个横截面上的轴向应变。

2)试件中的应力和应变均处于均匀状态3)此外,为保证得到有效的应力—应变数据,还应该使试件中的应变随时间变化的历史也是均匀的,即试件的变形是在恒应变率的条件下进行的。

所对应的问题:1)二维波动效应(或称为波的弥散效应)2)在高应变率霍普金森压杆实验中,加载的上升时间在10μs左右,高速撞击将导致明显的应力波传播效应(纵向惯性效应),低应变率下的试件中应力均匀性的结论不再成立,因而这时的试件也不可能处于实际的应力均匀状态3)在常规霍普金森压杆实验中,子弹的撞击在入射杆中产生一个梯形的入射脉冲。

由于试件横截面的增加和试件材料的硬化,应变率则会随时间减小以致于不能在整个实验中保持为一恒定值3、常规霍普金森压杆对不同材料测试时存在的主要问题:3.1金属类材料:因为金属的弹性行为发生在非常小的变形下,在这样的小变形下,要得到精确的实验数据,因弥散效应引起的波的振荡问题和试件中应力均匀性是必须要考虑的敏感问题。

3.2脆性材料:首先,在霍普金森压杆实验中必须保持脆性材料试件两个端面严格平行以增加实验数据的精度,因为试件端面的不平行或不平整都可能导致局部失效和应变测量的不精确。

其次,常规霍普金森压杆实验中陡峭的梯形脉冲也导致脆性试件在小变形下的严重应力不均匀。

此外,经典的梯形入射脉冲还会导致脆性材料试件非恒应变率变形。

霍普金森压杆实验报告

霍普金森压杆实验报告

(1)
νⅠ = ν2 = ν i +ν r = −c(ε i − ε r )
′ = ν t = −cε t νⅡ = ν 2
(t= ε )
νⅡ −νⅠ
l0 c l0
=
t
c (ε i − ε r − ε t ) l0 − ε r − ε t )dt
ε= (t )
∫ (ε
0
i
(2)
由 (1) 、 (2) 式进而可得试件材料的应力应变关系。根据均匀假定,可得
图 2 应力波波速测量原理图
鉴于弹性波在自由端反射的异号波形具有相同的传播速度, 还可以采用如图 3 所示的更为简单的测试方法。这时,应变片所记录的是拉压相间的应力波,同 一相位间隔距离代表应力波行走了一个来回,即杆长的二倍距离,据此也可以确 定应力波在细长杆中的传播速度。
图 3 应力波波速测量原理图
图 9 试样的工程应变率曲线
工程应力-应变曲线:
图 10 试样的工程应力-应变曲线
万试屋 – 材料测试仪器方法资源小站/test_house
εi + εr = ε t ,代入公式后则可得到更为简单的形式:
ε (t ) = −
σ (t ) =
2c t ε r dt l0 ∫0
A Eε t A0 万试屋 – 材料测试仪器方法资源小站/test_house
2. 霍普金森压杆(SHPB)实验的操作过程
2.1 实验问题描述
常规的拉伸(或压缩)实验测得的是材料在低应变率( 力应变曲线。本实验测得的是材料在高应变率(
)下的应
)下的应力-应变曲线,
其原理如图 4 所示。 当枪膛内的子弹以某速度撞击输入杆时,在杆内产生一个入 射脉冲 ,试件在该应力作用下产生高速变形,与此同时,在压杆中分别产生往 和向前的透射脉冲 。

基于霍普金森压杆系统的动态压痕实验

基于霍普金森压杆系统的动态压痕实验
0208 ; 修回日期: 2 01 00516 收稿日期: 201 0基金项目: 国家自然科学基金项目( 1 093 2008 ) ; 中国航空工业集团航空科学基金项目( 2008 ZF 53 050 ) ; 050 ) ; 2009 年西北 工业大学本科毕业设计重点扶持项目 高等学校学科创新引智计划( B 07 作者简介: 张 新( 1 98 7 � ), 男, 硕士�
"较硬 " 压痕硬度实验是一种应用广泛的材料性能测试技术 , 主要思想是强制压迫 的压头进入"较 软" 材料的表面, 通过记录压入过程中载荷和压ห้องสมุดไป่ตู้深度的关系曲线, 研究材料抵抗外物侵入的能力 , 即 [ 1] � � � � � , 材料硬度 压痕法具有成本低 损耗小 使用简便 试样加工方便等优点 在压痕实验中 变形主要 集中在压痕附近区域, 使得该方法与传统单轴压缩或拉伸等测试技术相比, 具有复杂的 2D / 3D 变形效 应, 然而鉴于该方法本身特有的简易性 , 仍有大量理论� 实验和数值计算等研究工作致力于发展其在材
第3 1 卷 第 3期 2 01 1 年 5 月
� � � 爆 炸 与 冲 击 V .31 ,N .3 � EX PL O SI O N AN D SH O CK W A V ES M a ,201 1
文章编号: 1 001 14 55( 201 1 ) 03 025607
*
基 于 霍 普 金 森 压 杆 系 统 的 动态 压 痕 实 验
分析冲击实验过程中压痕的响应, 如图 4 所示, 可以清楚地看出, 随着时间增加到载荷峰值时刻, 压 痕的深度开始衰减 �当冲击力载荷达到最大值时, 压痕深度也达到最大值, 压头组合体的速度为零� 最 后, 压头组合体回弹, 并获得一个离开速度 �因此, 动态压痕实验中, 试样压痕的产生分为明显的 3 个阶 : � � 4 , 段 开始阶段 压痕阶段和回弹阶段 由图 可以看出 压痕深度的产生与冲击力的产生对应于时间轴 上起始点是基本一致的, 因此可以说明 2 个量之间的同步性� 2. 2 实验结果误差分析 对试样的真实压痕尺寸与应变片信号计算得到压痕尺寸进行比较 e c =

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟

RDX基含铝炸药不同尺寸的圆筒试验及数值模拟
沈飞;王辉;袁建飞;田清政;杨凯
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】为了研究RDX基含铝炸药在不同装药直径下的做功能力,进行了
Φ25.4 mm和Φ50.0 mm两种尺寸的圆筒试验。

试验结果表明,爆轰产物相
对比容均为10时,Φ50.0 mm比Φ25.4 mm圆筒的膨胀速度提高约4.73%。

此外,基于Lee-Tarver点火增长模型,采用有限元动力学程序LS-DYNA对两种
尺寸的圆筒试验进行了数值模拟,并与试验结果相比较,确定了该含铝炸药爆轰产物的Jones-Wilkins-Lee状态方程和反应速率方程参数。

【总页数】4页(P777-780)
【作者】沈飞;王辉;袁建飞;田清政;杨凯
【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕
西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,
陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O389
【相关文献】
1.装药密度及尺寸对RDX基含铝炸药爆压爆速的影响 [J], 王玮;王建灵;郭炜;李欣;肖奇
2.圆筒试验RDX/HMX基含铝炸药做功能力研究 [J], 柳雯;王钢;
3.圆筒试验 RDX/HMX 基含铝炸药做功能力研究 [J], 柳雯;王钢
4.RDX基含铝炸药三波点高度的数值模拟 [J], 段晓瑜;郭学永;聂建新;王秋实;焦清介
5.RDX基含铝炸药圆筒试验及状态方程研究 [J], 裴红波;钟斌;李星瀚;张旭;郑贤旭因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究

基于KHT程序的RDX基含铝炸药JWL状态方程参数预测研究项大林;荣吉利;李健;冯晓军;王浩【期刊名称】《北京理工大学学报》【年(卷),期】2013(0)3【摘要】为预测炸药的JWL状态方程参数,根据KHT状态方程编制了KHT程序,计算得到的RDX基含铝炸药的爆轰参数与实验值具有良好的一致性,证明了KHT 程序的可信性.在此基础上,利用KHT程序计算的爆轰产物等熵膨胀数据,对RDX基含铝炸药的JWL状态方程参数进行了预测.将预测的JWL状态方程参数输入到AU-TODYN软件中,对1kg RDX基含铝炸药水下4.7m爆炸试验进行了数值模拟仿真,对比了不同爆距处冲击波压力峰值的试验值与仿真值,两者符合较好.研究结果表明,利用KHT程序计算的等熵膨胀数据对JWL状态方程参数进行预测是可行的,预测的参数是可用的.【总页数】5页(P239-243)【关键词】JWL状态方程;KHT程序;RDX基含铝炸药;参数预测;冲击波压力峰值【作者】项大林;荣吉利;李健;冯晓军;王浩【作者单位】北京理工大学宇航学院;广西工学院汽车工程系;西安近代化学研究所【正文语种】中文【中图分类】O38【相关文献】1.一种RDX基温压炸药的JWL-Miller状态方程研究 [J], 田少康;李席;刘波;范伟;韩志伟;王伯良2.含铝炸药JWL状态方程参数的确定 [J], 计冬奎;肖川;杨凯;韩天一;袁秋长3.含铝炸药爆轰产物JWL状态方程参数的预估方法研究 [J], 王永顺;贾宪振;刘瑞鹏4.RDX基含铝炸药圆筒试验及状态方程研究 [J], 裴红波;钟斌;李星瀚;张旭;郑贤旭5.一种以RDX为基含铝炸药状态方程的研究 [J], 周正青;聂建新;郭学永;覃剑锋;裴红波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

RDX基PBX炸药在被动围压下的力学性能

RDX基PBX炸药在被动围压下的力学性能

RDX基PBX炸药在被动围压下的力学性能
屈可朋;沈飞;肖玮;苏健军
【期刊名称】《火炸药学报》
【年(卷),期】2014(037)002
【摘要】利用在分离式霍普金森压杆(SHPB)上进行的被动围压试验研究了RDX 基PBX炸药的力学性能,获取了不同应变率(830~1850s1)下的应力—应变曲线,讨论了围压—轴压之间的关系,计算了该炸药的动态力学性能参量.结果表明,应力—应变曲线峰值点处的应力和应变均随应变率的增加而增加,围压状态下RDX基PBX 炸药承受的压力远高于无围压状态;随着应变率的增加,动态屈服强度明显提高,而动态泊松比和动态杨氏模量则基本保持不变.
【总页数】4页(P57-60)
【作者】屈可朋;沈飞;肖玮;苏健军
【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O347.3
【相关文献】
1.一种RDX基PBX炸药力学性能和本构关系研究 [J], 屈可朋;沈飞;肖玮;王世英
2.RDX与D-RDX基PBX炸药撞击安全性研究 [J], 花成;舒远杰;吴博;黄明;李涛;傅

3.被动围压下PBX的冲击动态力学性能 [J], 蓝林钢;温茂萍;李明;庞海燕;敬仕明
4.三轴向冲击载荷作用下RDX基PBX炸药损伤模式与表征 [J], 蔡宣明;张伟;高玉波;范志强
5.被动围压下浇注PBX炸药的动态力学性能研究 [J], 胡雪垚;沈飞;肖玮;屈可朋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

某RDX基含Al炸药发射安全性

某RDX基含Al炸药发射安全性

某RDX基含Al炸药发射安全性肖玮;李亮亮;屈可朋;付改侠【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2015(023)001【摘要】用400 kg大型落锤实验和一级轻气炮实验研究了某RDX基含Al炸药(R-Al炸药)的发射安全性,获得了炸药装药在两种实验条件下的应力-时间曲线.进行了R-Al炸药与铸装B炸药发射安全性的比较.结果表明:R-Al炸药在大型落锤加载应力1.47 GPa、加载时间3.04 ms及一级轻气炮加载应力660 MPa、加载时间41μs条件下未发生点火;铸装B炸药在大型落锤加载应力840MPa,加载时间2.10 ms及一级轻气炮加载应力394 MPa、加载时间40 μs条件下发生点火,显示R-Al 炸药的发射安全性优于铸装B炸药.【总页数】5页(P62-66)【作者】肖玮;李亮亮;屈可朋;付改侠【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TJ55;V512+.2【相关文献】1.热老化对RDX基含铝压装炸药装药发射安全性的影响 [J], 张林军;杜姣姣;栾洁玉;贾林;刘文亮;常海;王芳芳2.RDX与D-RDX基PBX炸药撞击安全性研究 [J], 花成;舒远杰;吴博;黄明;李涛;傅华3.升温加载下含LLM-105的RDX基浇注炸药热点火细观模拟 [J], 沈瑞强;袁俊明;罗凯;刘玉存;张林炎;常双君;王建华4.含α⁃AlH3的HMX基凝聚相炸药的安全性和爆轰性能 [J], 牛磊;曹少庭;金大勇;高杰;郭昕5.含储氢材料的RDX基混合炸药能量输出特性 [J], 吴星亮;徐飞扬;王旭;董卓超;马腾;罗一民;徐森;曹卫国;刘大斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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火炸药学报 !"#$%&%'()*$+,(-./0,(&#1%&2 3*(0%,,+$4&
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第 !" 卷 第 " 期 #$"%年$#月
基于霍普金森压杆的 ;&a 基含铝炸药装药 双脉冲加载实验
李 亮 亮 屈 可 朋 沈 飞 肖 玮 建 筑 物 及 地 下 防 御 工 事 的 加 强对其破 坏 的 难 度 越 来 越 大这 对 战 斗 部 的 侵 彻
能力提出了 更 高 的 要 求其 侵 彻 速 度 越 来 越 高炸 药装药在惯性作用 下 受 到 强 烈 的 压 缩 载 荷 作 用可 能会破坏炸药装药 的 结 构 完 整 性 甚 至 出 现 早 炸尤 其是侵彻多层目标 时目 标 对 战 斗 部 弹 体 及 装 药 进 行多次压缩>拉伸 作 用可 能 导 致 炸 药 装 药 出 现 动
收 稿 日 期 #$"*/$5/#= 修 回 日 期 #$"*/$0/""
西安近代化学研究所陕西 西安 *"$$D5
摘要基于分离式霍普金森压杆实验装置采用夹心弹结构对周向约束条件下某 ;&a 基 含 铝 炸 药 装 药 进 行 了 双 脉冲加载获得了炸药装药的动态力学参数结合电镜 扫 描 8[<图 像 探 讨 了 双 脉 冲 加 载 时 的 微 观 损 伤 模 式 结 果表明试样的轴向应力>应变曲线出 现 两 次 加 载 峰第 二 次 加 载 时 的 应 变 率 较 第 一 次 低但 应 力 峰 值 较 第 一 次 大在实验加载应变 率 范 围 内 "$$$""5$$->"两 次 峰 值 均 随 应 变 率 增 加 而 增 大第 一 次 加 载 应 变 率 较 低 时 "$$$->"装药损伤模式基本为晶体裂纹及晶体与黏结剂的脱粘随着应变率的增加晶体裂纹扩 展 成 裂 缝并 出 现小范围的晶体破碎应变率超过"#$$->"后在 破 碎 的 晶 体 附 近 出 现 大 范 围 的 细 小 晶 体同 时 伴 有 黏 结 剂 断 裂 此 类 无 包 覆 的 晶 体 相 互 作 用 使 感 度 提 高 关键词霍普金森压杆双脉冲;&a 基含铝炸药战斗部装药微观损伤模式 中 图 分 类 号 3@55'=!= 文 献 标 志 码 4 文 章 编 号 "$$*/*%"##$"%$"/$$5#/$5
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