钝感主装药的出现,对引信爆炸序列中的传爆药柱提出了更新的要求,即传爆药柱必须要有足够的输出用于可靠起爆钝感主装药。传统的圆柱形传爆药柱很难适应钝感主装药的可靠引爆要求。针对该问题,本论文通过理论分析、数值模拟和科学实验相结合,研究了凹球形传爆药柱的设计理论和起爆过程,达到了提高输出的目的,为钝感弹药的发展提供了有力的技术支持。1.综合运用炸药冲击起爆理论、有效装药理论、聚能效应理论、波形控制理论及拐角效应等理论,对外圆凹球形、外锥凹球形起爆特点进行了详细的理论分析。2.通过VISUAL BASIC编程调用LS-DYNA有限元分析软件,自动对凹球形、凹锥形传爆药柱的起爆过程进行了数值模拟分析,并得到以下结果:外锥凹球形中心汇聚压力大于外圆凹球形,并对多种尺寸的外锥凹球形传爆药柱进行了数值模拟;在体积与下底半径不变的情况下,改变凹球半径,得到凹球半径与中心最大压力、钢块侵彻深度的关系曲线图。首次用LS-DYNA模拟了凹锥形传爆药的起爆过程,并与凹球形传爆药结构进行了对比,凹锥形中心汇聚压力大于凹球形。3.通过编制的后处理软件得到了各种传爆药的压力时间曲线及其函数关系,并用辛普森积分法对函数进行运算,得出了各个传爆药的冲击起爆能量。结论是凹锥形传爆药冲击起爆能量大于外锥凹球形大于外圆凹球形。4.综合利用两种方法对凹球形传爆药柱的起爆威力进行了实验研究。实验结果表明:凹球形传爆药柱起爆威力较圆柱形提高约55%。外锥凹球形起爆威力大于外圆凹球形;实验结果与理论分析、数值模拟结果相一致。