起爆方式对爆炸网络冲击波压力影响研究

发布时间：2017-10-07 04:32

  本文关键词：起爆方式对爆炸网络冲击波压力影响研究

  更多相关文章： 爆炸切割 爆炸网络 微爆索 冲击波压力 延时时间

【摘要】：爆炸切割作为一种新型的特种切割技术,具有效率高、速度快和操作简单等优势,它能够应用在常规切割技术无法使用的特殊环境中。目前的研究多集中于对爆炸切割装置的结构设计与切割能力分析,对爆炸切割装置冲击波超压的研究较少。本文以某水下有机玻璃密封部件的爆炸切割装置为工程背景,为减小微爆索组成的爆炸切割网络在近场特定区域内的冲击波压力,利用数值模拟方法分析了起爆点位置、延时时间和背板对冲击波压力的影响。本文首先计算了单条微爆索的冲击波压力,通过与单条微爆索试验测得的压力进行对比,发现计算值的误差为5.74%,说明本文的数值模拟方法具有较高的精度。然后设计了平面和立体两种爆炸网络,选取了它们正上方10cm高度平面作为压力分析的特征平面,分别分析了单点和双点同时起爆方式特征平面上的压力特性,设计了中心点O点分别延时80μs、180μs和490μs的延时起爆方案,发现延时起爆方案能够减小特征平面上的最大压力；平面网络中,最大压力点位置都在扇形区域内,相对于A点单点起爆方案,O点延时4901μs的方案能够有效避免冲击波的叠加效应,最大压力减小了25.8%；立体网络中,最大压力点位置都在中心区域,O点延时490μs的方案在空间立体网络中最大压力减小了45.8%；有背板条件下,最大压力点的位置与前者基本一致,最大压力为无背板情况下的1-2倍之间,O点延时490μs的方案下,冲击波的叠加效应能够避免,平面和立体网络在特征平面上最大压力分别减小了48.5%和60.9%。
【关键词】：爆炸切割 爆炸网络 微爆索 冲击波压力 延时时间
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG48
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 本课题的研究背景9-10
• 1.2 爆炸切割的研究历史及现状10-19
• 1.2.1 炸力学相关基础理论的研究进展10-13
• 1.2.2 聚能切割技术的发展现状13-15
• 1.2.3 装药和起爆方式的研究概况15-19
• 1.3 本文的工作19-20
• 2 爆炸力学的基本理论概述20-27
• 2.1 爆轰波C-J理论和ZND模型20-23
• 2.2 冲击波的基本理论23-24
• 2.3 炸药在空气中爆炸的情况24-26
• 2.4 本章小节26-27
• 3 数值模拟的理论分析及其算法实现27-34
• 3.1 有限元法基本理论简介27
• 3.2 有限元法的数值模拟介绍27-28
• 3.3 相关材料的本构模型与参数28-32
• 3.4 微爆索的建模方法32-33
• 3.5 本章小节33-34
• 4 单条微爆索试验及数值模拟34-39
• 4.1 试验和仿真模型34-36
• 4.2 微爆索有限元模型36
• 4.3 数值模拟结果36-38
• 4.4 本章小节38-39
• 5 起爆方式对平面爆炸网络冲击波的影响39-50
• 5.1 平面爆炸网络有限元模型39-41
• 5.2 双点同时起爆41-45
• 5.2.1 子网络42-43
• 5.2.2 单点起爆43
• 5.2.3 双点起爆43-45
• 5.3 双点分步延时起爆45-48
• 5.4 本章小节48-50
• 6 起爆方式对立体爆炸网络冲击波的影响50-60
• 6.1 立体爆炸网络有限元模型50-52
• 6.2 双点同时起爆52-56
• 6.2.1 子网络52-54
• 6.2.2 单点起爆54-55
• 6.2.3 双点同时起爆55-56
• 6.3 双点分步延时起爆56-58
• 6.4 本章小节58-60
• 7 背板对爆炸网络冲击波的影响60-77
• 7.1 有限元仿真模型60-61
• 7.2 背板对平面爆炸网络超压的影响61-68
• 7.2.1 有机玻璃平板切割结果61-63
• 7.2.2 冲击波超压分析63-68
• 7.3 背板对立体爆炸网络超压的影响68-75
• 7.3.1 有机玻璃球壳切割结果68-72
• 7.3.2 冲击波超压分析72-75
• 7.4 本章小结75-77
• 8 结论77-79
• 9 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85

【参考文献】

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本文编号：986966