微小型传爆序列的设计

论文摘要

随着弹药智能化和灵巧化的发展要求,小型化是引信发展的主要方向之一。引信的小型化必然要求传爆序列的微小型化,那么设计新的微小型传爆序列就显得很有必要。研究分析了微小型传爆序列设计的传爆序列基础、爆轰理论、数值仿真方法三全方面的发展现状和知识重点,明确了传爆序列设计的要点,奠定了传爆序列传爆和隔爆计算的理论基础,确定了数值仿真所用的方法、材料模型、状态方程。在分析了典型的错位隔断式传爆序列的基础上,借鉴一种微小型传爆序列的设计思路,设计出一种新的微小型传爆序列。这种微小型传爆序列主要特点是利用薄片状滑块代替了原来的隔爆机构,大大减小了原来隔爆机构的体积。同时微小型传爆序列使用上、下两级微小火工品,两个火工品之间的间隙为0.7mm。利用爆轰理论中的C-J理论、直径效应、弯曲波阵面理论计算出火工品的爆轰参数,对传爆过程和隔爆过程进行理论计算,计算结果表明传爆是可行的,但是隔爆不可靠,需要进一步设计传爆序列的结构。利用LS-DYNA软件对上、下级火工品间隙为0.7mm的微小型传爆序列进行传爆和隔爆数值仿真,仿真结果表明微小型传爆序列传爆可靠而被隔爆不可靠,这与理论计算的结果一致。接下来分别进行了上、下级火工品间隙为1.Omm、1.2mm、1.5mm的微小型传爆序列进行传爆和隔爆数值仿真,根据仿真结果,得出当空间间隙为1.2mm时,微小型传爆序列既能可靠传爆又能被可靠隔爆。考虑到能量损失和装配方便,将微小型传爆序列上、下火工品间间隙改为1.Omm,然后对微小型传爆序列进行传爆和隔爆实验,实验结果表明传爆和隔爆均是可靠的,与理论计算及数值仿真的结果比较符合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景与意义
• 1.2 传爆序列的发展与现状
• 1.3 爆轰理论的发展与现状
• 1.4 爆轰数值仿真的发展和现状
• 1.5 本文的主要研究内容
• 2 传爆序列与爆轰理论
• 2.1 传爆序列
• 2.1.1 传爆序列的概念及分类
• 2.1.2 传爆序列的设计要求
• 2.1.3 传爆序列设计需要考虑的问题
• 2.2 爆轰理论
• 2.2.1 爆炸现象及基本特征
• 2.2.2 理想爆轰理论
• 2.2.3 非理想爆轰理论
• 2.3 LS-DYNA仿真软件介绍
• 2.3.1 LS-DYNA的理论基本方程
• 2.3.2 流固耦合算法的概述
• 2.3.3 材料模型及状态方程
• 2.4 本章小结
• 3 微小型传爆序列的设计和理论计算
• 3.1 典型错位隔断式传爆序列的结构分析
• 3.2 微小型传爆序列的设计思想
• 3.3 微小型传爆序列的设计
• 3.3.1 微小型传爆序列的机构设计
• 3.3.2 火工品的确定
• 3.4 微小型传爆序列的传爆理论计算
• 3.4.1 雷管及传爆药柱的药型及初始密度的确定
• 3.4.2 各火工品爆轰参数的近似理论计算
• 3.4.3 雷管输出爆轰波经过间隙的衰减后的爆轰参数
• 3.4.4 传爆序列能否可靠传爆的判断
• 3.5 微小型传爆序列的隔爆理论计算
• 3.5.1 隔爆介质中冲击波的初始参数计算
• 3.5.2 冲击波在介质中的衰减
• 3.5.3 冲击波进入传爆药界面的初始参数以及传爆药是否能被起爆的判断
• 3.6 JWL状态方程参数的拟合计算
• 3.7 本章小结
• 4 传爆序列数值仿真及优化设计
• 4.1 建立初始传爆与隔爆计算模型及仿真参数的确定
• 4.2 传爆序列仿真结果及分析
• 4.3 隔爆仿真结果及结果分析
• 4.4 1.5mm间隙的传爆和隔爆过程数值仿真
• 4.4.1 1.5mm间隙的传爆模型仿真结果及分析
• 4.4.2 1.5mm间隙的隔爆模型仿真结果及分析
• 4.5 1.2mm间隙的隔爆模型仿真结果及分析
• 4.6 1.0mm间隙的隔爆模型仿真结果及分析
• 4.7 本章小结
• 5 微小型传爆序列的传爆与隔爆实验
• 5.1 实验目的及原理
• 5.2 实验装置
• 5.3 实验结果与分析
• 5.3.1 传爆实验结果与分析
• 5.3.2 隔爆实验结果与分析
• 5.4 本章小结
• 6 本文结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录