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烤燃弹热点火的LS-DYNA数值模拟研究
被引量:
7
1
作者
张晓立
洪滔
+1 位作者
秦承森
贾宪振
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2011年第5期110-112,164,共4页
为了提高弹箭武器的可靠性,必须对其在一定热条件下的安全性进行评估。文中针对研究含能材料热安定性的烤燃试验,建立了烤燃弹的数值计算模型,利用LS-DYNA3D有限元程序中的热力耦合分析功能对烤燃弹在不同升温速率下的内部传热及炸药和...
为了提高弹箭武器的可靠性,必须对其在一定热条件下的安全性进行评估。文中针对研究含能材料热安定性的烤燃试验,建立了烤燃弹的数值计算模型,利用LS-DYNA3D有限元程序中的热力耦合分析功能对烤燃弹在不同升温速率下的内部传热及炸药和壳体热膨胀的准静态过程进行了数值模拟,得到了炸药的点火时间、点火温度、点火位置以及炸药点火前壳体及炸药热膨胀的幅度、烤燃弹中的压力分布、等效应力及等效应变云图。结果表明,随着升温速率的提高,炸药的点火时间是逐渐缩短的,点火时壳体的温度是逐渐上升的;炸药的点火位置同时也是点火前装置中压力的最高点,装置中等效应力和等效应变的最大值出现在炸药中,与壳体相邻的圆柱环形区域。
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关键词
烤燃弹
热点火
LS-DYNA
数值模拟
热力耦合
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职称材料
HMX基含铝压装炸药慢速烤燃点火时刻的压力参量计算
2
作者
郭璐
智小琦
+3 位作者
屈可朋
柳星河
贾杰
李劲
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期48-59,共12页
为了研究HMX基含铝压装炸药在慢烤过程中点火时刻的压力参量,设计了0.1和1.0℃/min升温速率下的慢烤试验,并对炸药内部进行了多点测温。在此基础上,基于炸药的通用烤燃模型,将HMX的多步分解机制与铝粉反应相结合,并考虑其分解中的相变过...
为了研究HMX基含铝压装炸药在慢烤过程中点火时刻的压力参量,设计了0.1和1.0℃/min升温速率下的慢烤试验,并对炸药内部进行了多点测温。在此基础上,基于炸药的通用烤燃模型,将HMX的多步分解机制与铝粉反应相结合,并考虑其分解中的相变过程,建立了HMX基含铝压装炸药慢烤反应速率与压力相关的计算模型并进行了数值模拟。试验结果表明,在0.1℃/min的升温速率下,端盖喷出,壳体沿轴向撕开裂缝,无药粉残留,判定炸药发生爆燃反应;在1.0℃/min的升温速率下,壳体发生轻微变形,有部分药粉残留,判定炸药发生燃烧反应。数值研究结果表明,随着热刺激强度的提高,炸药的点火温度呈对数上升趋势,而烤燃弹的反应进度和内部压力呈现指数下降趋势,且烤燃弹内部的反应压力在HMX相变前呈缓慢上升趋势,相变后呈快速上升趋势。
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关键词
慢
烤
HMX基含铝压装炸药
通用
烤
燃
模型
升温速率
压力
烤燃弹
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职称材料
外部涂层及包覆层对HAE装药快速烤燃实验的影响
被引量:
5
3
作者
李亮亮
沈飞
+2 位作者
王胜强
肖玮
王中
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期202-206,I0006,共6页
为评估HAE(HMX基含铝炸药)装药的易损性,设计了不同外壳涂层及包覆层导热系数的烤燃弹结构,研究了炸药装药在快速烤燃条件下的响应特性,分析了不同外壳涂层材料(有机隔热层和高分子复合涂层)与不同导热系数的包覆层材料对HAE炸药装药快...
为评估HAE(HMX基含铝炸药)装药的易损性,设计了不同外壳涂层及包覆层导热系数的烤燃弹结构,研究了炸药装药在快速烤燃条件下的响应特性,分析了不同外壳涂层材料(有机隔热层和高分子复合涂层)与不同导热系数的包覆层材料对HAE炸药装药快速烤燃时间及响应结果的影响。结果表明,外壳涂层及包覆层导热系数基本没有改变炸药装药的响应等级(均为燃烧或药柱喷出),主要影响破膜的时间及耐烤燃时间,使其较对比配方(外壳无涂层,包覆层为硅橡胶)有不同程度的延迟;有机涂层对炸药装药烤燃响应参数的影响不明显,烤燃弹的破膜时间和耐烤燃时间分别较对比配方延迟0.06min和0.12min,高分子复合涂层单独使用时可有效延长炸药装药的响应参数,烤燃弹的破膜时间和耐烤燃时间分别较对比配方延迟1.17min和2.81min;同时采用有机涂层和空心玻璃微球(HGMs)取代硅橡胶的包覆层后,炸药装药在压力膜破碎的同时被喷出,而采用高分子复合涂层/HGMs取代硅橡胶的包覆层后,炸药装药稳定燃烧。
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关键词
爆炸力学
快速
烤
燃
HAE装药
高分子复合涂层
空心玻璃微球(HGMs)
易损性
烤燃弹
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职称材料
DNAN基熔铸混合炸药慢烤燃的尺寸效应
被引量:
12
4
作者
赵亮
智小琦
+2 位作者
高峰
范兴华
曾稼
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期159-164,共6页
利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温方式,以1.0℃/min的升温速率对3种不同装药尺寸的DANA基熔铸混合炸药进行慢烤,测量烤燃弹的温度变化,以此为基础,建立烤燃弹的计算模型,利用FLIENT软件对不同装药尺寸的烤燃弹进行了数值模拟,...
利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温方式,以1.0℃/min的升温速率对3种不同装药尺寸的DANA基熔铸混合炸药进行慢烤,测量烤燃弹的温度变化,以此为基础,建立烤燃弹的计算模型,利用FLIENT软件对不同装药尺寸的烤燃弹进行了数值模拟,研究装药尺寸对DNAN熔铸混合炸药烤燃响应特性的影响。结果表明,约束条件和升温速率不变时,装药尺寸对DNAN基熔铸混合炸药的响应温度有明显影响,装药直径为19mm的烤燃弹在升温速率1.0℃/min下,当长径比小于4时,炸药的响应温度随长径比增大呈指数降低趋势,同时响应时间随装药尺寸增大也呈指数衰减;当长径比大于4时,炸药的响应温度趋于恒定,响应时间也基本不变。在升温速率不变时,DNAN熔铸炸药的相变温度与尺寸无关,在1.0℃/min升温速率下的炸药点火位置均在药柱中心,点火区域与装药尺寸呈几何相似。
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关键词
2
4二硝基苯甲醚
DNAN基熔铸炸药
尺寸效应
烤
燃
试验
相变
烤燃弹
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职称材料
热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃响应特性的影响
被引量:
6
5
作者
曾稼
智小琦
+2 位作者
于永利
高峰
赵亮
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期131-136,共6页
为研究热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃试验的热反应规律,利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温烤燃试验,在升温速率0.055、1.0、2.0K/min下对该炸药进行了烤燃试验。建立了炸药烤燃计算模型,分别模拟计算了升温速率0.055、0.5、1.0...
为研究热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃试验的热反应规律,利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温烤燃试验,在升温速率0.055、1.0、2.0K/min下对该炸药进行了烤燃试验。建立了炸药烤燃计算模型,分别模拟计算了升温速率0.055、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0K/min下的烤燃响应情况。结果表明,升温速率对DNAN基熔铸炸药的相变温度、响应温度、点火位置都有较大影响;升温速率为0.055K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较低,点火区域位于药柱中心;升温速率为5.0K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较高,而点火区域位于药柱上、下两端环状区域;随着升温速率的增大,炸药的响应温度不断升高,相变时的温度呈对数增加。
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关键词
烤
燃
试验
相变
熔铸炸药
升温速率
DNAN
热刺激强度
烤燃弹
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职称材料
不同约束条件下HMX基含铝炸药的慢烤响应特性
被引量:
9
6
作者
沈飞
王胜强
王辉
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期385-390,共6页
为了探索HMX基含铝炸药在不同约束下的慢烤响应特性,从而为战斗部缓释结构的设计提供依据,通过慢速烤燃试验分析了典型HMX基压装含铝炸药点火过程的特征,并采用调节烤燃弹壳体强度及泄压通道面积的方式研究了Φ25mm×50mm装药响应...
为了探索HMX基含铝炸药在不同约束下的慢烤响应特性,从而为战斗部缓释结构的设计提供依据,通过慢速烤燃试验分析了典型HMX基压装含铝炸药点火过程的特征,并采用调节烤燃弹壳体强度及泄压通道面积的方式研究了Φ25mm×50mm装药响应等级的差异。结果表明,慢烤条件下,该含铝炸药的点火过程包含3个阶段,即局部区域生成少量气体、无焰燃烧面扩展、明火燃烧,且持续时间较短;若烤燃弹未预设排泄通道,弹体内压力大于其临界压力值(96.5~193MPa)时,则该炸药反应速率便迅速增长;若烤燃弹结构约束较强,则排泄通道面积与装药截面面积的比值需大于30%,才能使炸药仅发生燃烧反应,且壳体结构完好;但即便排泄通道的面积较大,该炸药点火后泄压过程仍能对强度较低的壳体具有明显破坏作用。
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关键词
爆炸力学
HMX基含铝炸药
慢速
烤
燃
约束强度
泄压通道
响应等级
烤燃弹
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职称材料
题名
烤燃弹热点火的LS-DYNA数值模拟研究
被引量:
7
1
作者
张晓立
洪滔
秦承森
贾宪振
机构
北京应用物理与计算数学研究所
西安近代化学研究所
出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2011年第5期110-112,164,共4页
文摘
为了提高弹箭武器的可靠性,必须对其在一定热条件下的安全性进行评估。文中针对研究含能材料热安定性的烤燃试验,建立了烤燃弹的数值计算模型,利用LS-DYNA3D有限元程序中的热力耦合分析功能对烤燃弹在不同升温速率下的内部传热及炸药和壳体热膨胀的准静态过程进行了数值模拟,得到了炸药的点火时间、点火温度、点火位置以及炸药点火前壳体及炸药热膨胀的幅度、烤燃弹中的压力分布、等效应力及等效应变云图。结果表明,随着升温速率的提高,炸药的点火时间是逐渐缩短的,点火时壳体的温度是逐渐上升的;炸药的点火位置同时也是点火前装置中压力的最高点,装置中等效应力和等效应变的最大值出现在炸药中,与壳体相邻的圆柱环形区域。
关键词
烤燃弹
热点火
LS-DYNA
数值模拟
热力耦合
Keywords
cook-off bomb
thermal ignition
LS-DYNA
numerical simulation
thermodynamic coupling
分类号
TJ760.89 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
TQ56 [化学工程—炸药化工]
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职称材料
题名
HMX基含铝压装炸药慢速烤燃点火时刻的压力参量计算
2
作者
郭璐
智小琦
屈可朋
柳星河
贾杰
李劲
机构
中北大学机电工程学院
西安近代化学研究所
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期48-59,共12页
文摘
为了研究HMX基含铝压装炸药在慢烤过程中点火时刻的压力参量,设计了0.1和1.0℃/min升温速率下的慢烤试验,并对炸药内部进行了多点测温。在此基础上,基于炸药的通用烤燃模型,将HMX的多步分解机制与铝粉反应相结合,并考虑其分解中的相变过程,建立了HMX基含铝压装炸药慢烤反应速率与压力相关的计算模型并进行了数值模拟。试验结果表明,在0.1℃/min的升温速率下,端盖喷出,壳体沿轴向撕开裂缝,无药粉残留,判定炸药发生爆燃反应;在1.0℃/min的升温速率下,壳体发生轻微变形,有部分药粉残留,判定炸药发生燃烧反应。数值研究结果表明,随着热刺激强度的提高,炸药的点火温度呈对数上升趋势,而烤燃弹的反应进度和内部压力呈现指数下降趋势,且烤燃弹内部的反应压力在HMX相变前呈缓慢上升趋势,相变后呈快速上升趋势。
关键词
慢
烤
HMX基含铝压装炸药
通用
烤
燃
模型
升温速率
压力
烤燃弹
Keywords
slow cook-off
HMX-based aluminized pressed explosives
universal cook-off model
heating rate
pressure
cook-off bomb
分类号
O381 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
外部涂层及包覆层对HAE装药快速烤燃实验的影响
被引量:
5
3
作者
李亮亮
沈飞
王胜强
肖玮
王中
机构
西安近代化学研究所
出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期202-206,I0006,共6页
基金
国防基础预研项目(No.05020501)
文摘
为评估HAE(HMX基含铝炸药)装药的易损性,设计了不同外壳涂层及包覆层导热系数的烤燃弹结构,研究了炸药装药在快速烤燃条件下的响应特性,分析了不同外壳涂层材料(有机隔热层和高分子复合涂层)与不同导热系数的包覆层材料对HAE炸药装药快速烤燃时间及响应结果的影响。结果表明,外壳涂层及包覆层导热系数基本没有改变炸药装药的响应等级(均为燃烧或药柱喷出),主要影响破膜的时间及耐烤燃时间,使其较对比配方(外壳无涂层,包覆层为硅橡胶)有不同程度的延迟;有机涂层对炸药装药烤燃响应参数的影响不明显,烤燃弹的破膜时间和耐烤燃时间分别较对比配方延迟0.06min和0.12min,高分子复合涂层单独使用时可有效延长炸药装药的响应参数,烤燃弹的破膜时间和耐烤燃时间分别较对比配方延迟1.17min和2.81min;同时采用有机涂层和空心玻璃微球(HGMs)取代硅橡胶的包覆层后,炸药装药在压力膜破碎的同时被喷出,而采用高分子复合涂层/HGMs取代硅橡胶的包覆层后,炸药装药稳定燃烧。
关键词
爆炸力学
快速
烤
燃
HAE装药
高分子复合涂层
空心玻璃微球(HGMs)
易损性
烤燃弹
Keywords
explosion mechanics
fast cook-off
HAE charge
polymer composite coating
hollow glass microspheres(HGMs)
vulnerability
roast bomb
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O38 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
DNAN基熔铸混合炸药慢烤燃的尺寸效应
被引量:
12
4
作者
赵亮
智小琦
高峰
范兴华
曾稼
机构
中北大学机电工程学院
内蒙古北方重工业集团有限公司
晋西工业集团有限责任公司
出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期159-164,共6页
基金
国家安全重大基础研究项目
文摘
利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温方式,以1.0℃/min的升温速率对3种不同装药尺寸的DANA基熔铸混合炸药进行慢烤,测量烤燃弹的温度变化,以此为基础,建立烤燃弹的计算模型,利用FLIENT软件对不同装药尺寸的烤燃弹进行了数值模拟,研究装药尺寸对DNAN熔铸混合炸药烤燃响应特性的影响。结果表明,约束条件和升温速率不变时,装药尺寸对DNAN基熔铸混合炸药的响应温度有明显影响,装药直径为19mm的烤燃弹在升温速率1.0℃/min下,当长径比小于4时,炸药的响应温度随长径比增大呈指数降低趋势,同时响应时间随装药尺寸增大也呈指数衰减;当长径比大于4时,炸药的响应温度趋于恒定,响应时间也基本不变。在升温速率不变时,DNAN熔铸炸药的相变温度与尺寸无关,在1.0℃/min升温速率下的炸药点火位置均在药柱中心,点火区域与装药尺寸呈几何相似。
关键词
2
4二硝基苯甲醚
DNAN基熔铸炸药
尺寸效应
烤
燃
试验
相变
烤燃弹
Keywords
2,4 dinitrophenyl ether
DNAN based melting and casting explosive
size effect
cook off test
phasechange
cook off bomb
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
TQ56 [化学工程—炸药化工]
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职称材料
题名
热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃响应特性的影响
被引量:
6
5
作者
曾稼
智小琦
于永利
高峰
赵亮
机构
中北大学地下目标毁伤技术国防重点实验室
吉林江机特种工业有限公司
内蒙古北方重工业集团有限公司
出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期131-136,共6页
文摘
为研究热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃试验的热反应规律,利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温烤燃试验,在升温速率0.055、1.0、2.0K/min下对该炸药进行了烤燃试验。建立了炸药烤燃计算模型,分别模拟计算了升温速率0.055、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0K/min下的烤燃响应情况。结果表明,升温速率对DNAN基熔铸炸药的相变温度、响应温度、点火位置都有较大影响;升温速率为0.055K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较低,点火区域位于药柱中心;升温速率为5.0K/min时,炸药发生相变和响应时的温度较高,而点火区域位于药柱上、下两端环状区域;随着升温速率的增大,炸药的响应温度不断升高,相变时的温度呈对数增加。
关键词
烤
燃
试验
相变
熔铸炸药
升温速率
DNAN
热刺激强度
烤燃弹
Keywords
cook off test
phase change
castable explosive
heating rate
DNAN
thermal stimulation intensity
cook off bomb
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
TQ56 [化学工程—炸药化工]
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职称材料
题名
不同约束条件下HMX基含铝炸药的慢烤响应特性
被引量:
9
6
作者
沈飞
王胜强
王辉
机构
西安近代化学研究所
出处
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期385-390,共6页
基金
国防基础科研专项
文摘
为了探索HMX基含铝炸药在不同约束下的慢烤响应特性,从而为战斗部缓释结构的设计提供依据,通过慢速烤燃试验分析了典型HMX基压装含铝炸药点火过程的特征,并采用调节烤燃弹壳体强度及泄压通道面积的方式研究了Φ25mm×50mm装药响应等级的差异。结果表明,慢烤条件下,该含铝炸药的点火过程包含3个阶段,即局部区域生成少量气体、无焰燃烧面扩展、明火燃烧,且持续时间较短;若烤燃弹未预设排泄通道,弹体内压力大于其临界压力值(96.5~193MPa)时,则该炸药反应速率便迅速增长;若烤燃弹结构约束较强,则排泄通道面积与装药截面面积的比值需大于30%,才能使炸药仅发生燃烧反应,且壳体结构完好;但即便排泄通道的面积较大,该炸药点火后泄压过程仍能对强度较低的壳体具有明显破坏作用。
关键词
爆炸力学
HMX基含铝炸药
慢速
烤
燃
约束强度
泄压通道
响应等级
烤燃弹
Keywords
explosion mechanics
HMX-based aluminized explosive
slow cook-off
constraint strength
pressure relief channel
response grade
cook-off bomb
分类号
TJ55 [兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
O389 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
烤燃弹热点火的LS-DYNA数值模拟研究
张晓立
洪滔
秦承森
贾宪振
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2011
7
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职称材料
2
HMX基含铝压装炸药慢速烤燃点火时刻的压力参量计算
郭璐
智小琦
屈可朋
柳星河
贾杰
李劲
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
3
外部涂层及包覆层对HAE装药快速烤燃实验的影响
李亮亮
沈飞
王胜强
肖玮
王中
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
4
DNAN基熔铸混合炸药慢烤燃的尺寸效应
赵亮
智小琦
高峰
范兴华
曾稼
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
12
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职称材料
5
热刺激强度对DNAN基熔铸炸药烤燃响应特性的影响
曾稼
智小琦
于永利
高峰
赵亮
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
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职称材料
6
不同约束条件下HMX基含铝炸药的慢烤响应特性
沈飞
王胜强
王辉
《火炸药学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
9
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