一种爆炸切割用混合炸药的研究

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利用炸药的聚能效应对目标进行爆炸切割是一种广泛应用的爆破手段,而影响爆炸切割效果的主要因素之一就是所使用的的炸药。在爆破工程中,为了最大限度的发挥炸药爆炸能量和炸药使用的安全,大部分都是使用混合炸药。乳化炸药作为最常用的工业炸药,也可作为爆炸切割用药,但普通乳化炸药的爆速较低,爆炸切割效果较差。为了提高乳化炸药的爆炸性能以满足爆炸切割的要求,本文在乳化炸药中添加不同含量的钝化RDX,并以实验与模拟相结合的方式对该混合炸药进行研究。具体研究结果如下:(1)为增加所制混合炸药的稳定性,敏化剂使用玻璃微球,而不是常规的化学敏化。采用化学敏化的乳化炸药在混合及装药过程中会使炸药内的气泡破裂逸出,造成炸药失去雷管感度而无法爆轰,使用玻璃微球进行敏化能够保证后续在乳化炸药中掺杂钝化RDX的过程及装药过程的顺利进行。(2)通过对上述混合炸药进行爆速测试、猛度测试、作功能力测试发现:钝化RDX对乳化炸药爆轰性能的改善十分显著,当混合炸药中钝化RDX含量小于20%时,其爆速随钝化RDX含量增长的速度较平缓,当钝化RDX含量大于20%时,混合炸药爆速的增长速度明显加快。装药直径20 mm,钝化RDX含量为45%和50%的混合炸药爆速均大于6000 m/s。(3)利用实验所测得的混合炸药爆轰参数和物态方程理论计算出混合炸药的JWL方程参数,并代入数值模拟软件ANSYS-AUTODYN进行圆筒实验模拟计算,模拟计算结果与相关文献进行对比分析的结果表明:计算所得的JWL方程参数符合相关规律,该JWL参数的理论计算方法可在无法进行圆筒实验的情况下较为准确的计算出炸药的JWL方程参数。再使用计算所得混合炸药JWL参数对钢板进行爆炸切割的模拟计算,结果表明:钝化RDX显著提升了混合炸药对钢板的切割能力,且选取一定的炸高能够增加射流对钢板的侵彻深度。(4)根据爆轰性能实验及数值模拟结果选取合适比例的混合炸药进行钢板切割实验,以未添加钝化RDX的乳化炸药为空白对照组,实验结果显示:随着钝化RDX含量的增加,射流侵彻深度变大,切割效果逐步增强,当钝化RDX含量为45%和50%时的混合炸药可以对钢板进行有效切割。图[34]表[6]参[92]
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