柔性导爆索切割过程仿真及试验研究
发布时间：2021-10-05 01:53
为深入研究柔性导爆索（Mild Detonating Fuse,MDF）在爆炸分离装置中的作用过程和机理,采用AUTODYN软件建立了柔性导爆索切割铝平板试验件的仿真模型,采用固定约束方式模拟防护盖板与平板试验件之间的螺栓连接及平板试验件的双边夹持,并基于BKW方程,计算得到了柔性导爆索中RDX装药的JWL状态方程和爆轰性能参数。在此基础上,设计了柔性导爆索切割铝平板试验件的试验,验证了仿真模型的准确性。结果表明:该型柔性导爆索可以将铝平板试验件可靠切断,且防护盖板完好;从起爆到铝平板试验件分离,柔性导爆索的作用时间在几十微秒量级,试验结果可以为柔性导爆索分离装置的结构设计和优化提供理论指导。
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
柔性导爆索爆炸分离装置二维计算模型Fig.2SchematicDiagramofTwo-dimensionalCalculationModelofMildDetonatingFuseExplosiveSeparationDevice
L状态方程参数见表2。表2RDX的JWL状态方程参数Tab.2JWLEquationofStateParametersforRDX密度/(g·cm-3)爆速/(m·s-1)爆炸波阵面压力/GPaABR1R2比内能/（kJ·cm-3）1.75861131.93972.2738.235.251.730.4810.182.2计算结果导爆索起爆后，其爆炸作用产生的冲击波及爆轰产物对平板试验件的破坏损伤形式以及对防护盖板的作用是关注的重点，因此，截取从导爆索起爆直至试验件完全断裂过程中，不同时刻下平板试验件的压力云图，从而分析导爆索对平板试验件的切割作用过程，如图3所示。a）t=0.4μsb）t=0.6μsc）t=1.8μsd）t=3μs图3柔性导爆索爆炸分离装置爆炸分离过程云图Fig.3CloudImageofExplosiveSeparationProcessofMildDetonatingFuseExplosiveSeparationDevicee）t=5μsf）t=22μsg）t=40μs续图3导爆索起爆后，形成冲击波传入平板试验件及防护盖板中（图3a、图3b），冲击波传到平板试验件背面发生反射，在背面形成拉伸波，并在削弱槽尖端位置产生应力集中（图3c），之后冲击波在平板试验件内不断震荡，平板试验件逐渐发生弯曲，在两侧的止裂槽尖端产生压缩应力集中（图3d、图3e），最终沿两侧的削弱槽发生断裂（图3f、图3g）。
导弹与航天运载技术2020年263试验与结果分析3.1试验方法分离板采用双边夹持固定，单边雷管起爆方式，导爆索线密度为2.4~2.5g/m，护罩安装导爆索部位半径为1.7mm，螺钉连接位置距离分离面为23mm（同仿真模型），如图4所示。雷管柔性导爆索分离板图4分离试验示意Fig.4DiagramofSeparationTest3.2试验结果共进行了3次平板切割试验，3次试验结果一致性良好，具体试验结果如下：a）柔性导爆索可以将铝平板试验件可靠切断，断面齐整；b）分离试验后，用于防护作用的盖板保持完好，未发生损坏，固定盖板用螺钉未出现拉脱现象；c）平板试验件在止裂槽位置处发生破坏分离，并在中间削弱槽位置处断裂成两段。试验结果与仿真结果吻合度较好。4结论本文就柔性导爆索爆炸分离装置切割分离板的动力学过程进行了初步研究，采用数值模拟的手段分析了爆炸分离装置在爆炸载荷作用下的破坏过程，从应力波传播和动态断裂力学角度研究了分离板的破坏过程。a）通过数值仿真和试验研究表明，该型柔性导爆索可以将铝平板试验件可靠切断，且防护盖板完好；b）柔性导爆索分离装置中，分离板的破坏包括层裂和拉应力破坏2个阶段，且在削弱槽两边的止裂槽处发生损坏；c）通过数值仿真表明，柔性导爆索分离装置整个分离过程的工作时间在几十微秒量级。通过柔性导爆索爆炸分离装置的切割过程仿真及试验研究，对分离结构的断裂机理进行了理论分析及试验研究，对深入研究爆炸分离装置的分离过程具有一定的借鉴意义。参考文献[1]王瑞峰,等.保护罩破坏机理的分析及改进设计[J].导弹与航天运载技术,2007(4):17-20.WangRuifeng,etal.Investigati
【参考文献】：
期刊论文
[1]分离结构在冲击载荷作用下的破坏机理研究[J]. 宋保永,卢红立,阳志光,王永刚,秦焜,董新龙,周风华. 兵工学报. 2009(S2)
[2]保护罩破坏机理的分析及改进设计[J]. 王瑞峰,卢芳云,阳志光,吕钢. 导弹与航天运载技术. 2007(04)
本文编号：3418763
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(06)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
柔性导爆索爆炸分离装置二维计算模型Fig.2SchematicDiagramofTwo-dimensionalCalculationModelofMildDetonatingFuseExplosiveSeparationDevice
L状态方程参数见表2。表2RDX的JWL状态方程参数Tab.2JWLEquationofStateParametersforRDX密度/(g·cm-3)爆速/(m·s-1)爆炸波阵面压力/GPaABR1R2比内能/（kJ·cm-3）1.75861131.93972.2738.235.251.730.4810.182.2计算结果导爆索起爆后，其爆炸作用产生的冲击波及爆轰产物对平板试验件的破坏损伤形式以及对防护盖板的作用是关注的重点，因此，截取从导爆索起爆直至试验件完全断裂过程中，不同时刻下平板试验件的压力云图，从而分析导爆索对平板试验件的切割作用过程，如图3所示。a）t=0.4μsb）t=0.6μsc）t=1.8μsd）t=3μs图3柔性导爆索爆炸分离装置爆炸分离过程云图Fig.3CloudImageofExplosiveSeparationProcessofMildDetonatingFuseExplosiveSeparationDevicee）t=5μsf）t=22μsg）t=40μs续图3导爆索起爆后，形成冲击波传入平板试验件及防护盖板中（图3a、图3b），冲击波传到平板试验件背面发生反射，在背面形成拉伸波，并在削弱槽尖端位置产生应力集中（图3c），之后冲击波在平板试验件内不断震荡，平板试验件逐渐发生弯曲，在两侧的止裂槽尖端产生压缩应力集中（图3d、图3e），最终沿两侧的削弱槽发生断裂（图3f、图3g）。
导弹与航天运载技术2020年263试验与结果分析3.1试验方法分离板采用双边夹持固定，单边雷管起爆方式，导爆索线密度为2.4~2.5g/m，护罩安装导爆索部位半径为1.7mm，螺钉连接位置距离分离面为23mm（同仿真模型），如图4所示。雷管柔性导爆索分离板图4分离试验示意Fig.4DiagramofSeparationTest3.2试验结果共进行了3次平板切割试验，3次试验结果一致性良好，具体试验结果如下：a）柔性导爆索可以将铝平板试验件可靠切断，断面齐整；b）分离试验后，用于防护作用的盖板保持完好，未发生损坏，固定盖板用螺钉未出现拉脱现象；c）平板试验件在止裂槽位置处发生破坏分离，并在中间削弱槽位置处断裂成两段。试验结果与仿真结果吻合度较好。4结论本文就柔性导爆索爆炸分离装置切割分离板的动力学过程进行了初步研究，采用数值模拟的手段分析了爆炸分离装置在爆炸载荷作用下的破坏过程，从应力波传播和动态断裂力学角度研究了分离板的破坏过程。a）通过数值仿真和试验研究表明，该型柔性导爆索可以将铝平板试验件可靠切断，且防护盖板完好；b）柔性导爆索分离装置中，分离板的破坏包括层裂和拉应力破坏2个阶段，且在削弱槽两边的止裂槽处发生损坏；c）通过数值仿真表明，柔性导爆索分离装置整个分离过程的工作时间在几十微秒量级。通过柔性导爆索爆炸分离装置的切割过程仿真及试验研究，对分离结构的断裂机理进行了理论分析及试验研究，对深入研究爆炸分离装置的分离过程具有一定的借鉴意义。参考文献[1]王瑞峰,等.保护罩破坏机理的分析及改进设计[J].导弹与航天运载技术,2007(4):17-20.WangRuifeng,etal.Investigati
【参考文献】：
期刊论文
[1]分离结构在冲击载荷作用下的破坏机理研究[J]. 宋保永,卢红立,阳志光,王永刚,秦焜,董新龙,周风华. 兵工学报. 2009(S2)
[2]保护罩破坏机理的分析及改进设计[J]. 王瑞峰,卢芳云,阳志光,吕钢. 导弹与航天运载技术. 2007(04)
本文编号：3418763
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