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    基础理论

  • 杨斐①;李宗谕②;李秉擘①;王玮①;罗一鸣①;芮久后③;赵雪③
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    为研究硝基胍(NQ)球形化对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)/NQ体系流变性能的影响,采用旋转黏度仪研究了固体质量分数、剪切速率、颗粒形状及级配、工艺温度等因素引起的DNAN/NQ悬浮体系表观黏度的变化规律。结果表明:随着悬浮液固体质量分数的增加,表观黏度呈先缓慢增加至拐点再急剧增加的趋势,球形NQ与级配球形NQ在DNAN中的临界固体质量分数分别为55%和70%;固体质量分数越高,DNAN/NQ悬浮体系表观黏度受剪切速率的影响愈发明显,假塑性程度越高;相同条件下,颗粒越不规则,悬浮液体系越偏离牛顿流体,颗粒级配可有效降低悬浮液体系的假塑性程度;Arrhenius方程可精确描述DNAN/球形NQ悬浮液在96~115 ℃时表观黏度与温度的关系,悬浮液固体质量分数由0增加至41.18%时,流动活化能由36.69 kJ/mol增加到47.59 kJ/mol,悬浮液体系表观黏度相对温度变化越敏感。
  • 毛立①;周星宇②;唐双凌②;黄寅生①;杨欣静③;宋晓鹏③;马健行①
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    为了探索抑制锆包壳剪切过程中锆粉着火的方法,采用粉尘层最低着火温度测定仪、红外热成像仪、真空手套箱等测定了不同粒径的锆粉尘层在空气和含不同浓度氮气、氩气的空气中的最低着火温度和火焰温度。结果得出:锆粉的中位粒径从2.4 μm升至71.7 μm,粉尘层最低着火温度从200 ℃升至390 ℃,表明粒径越小的锆粉着火敏感性越高;4种粒径的锆粉燃烧火焰最高温度都在1 776~1 913 ℃范围内,锆粉粒径较大时,燃烧的剧烈程度较低;氮气或氩气体积分数从60%~65%升至70% 85%时,锆粉尘层最低着火温度升至400 ℃,表明空气中高浓度的氮气或氩气对锆粉燃烧有抑制作用,且浓度越高,抑制作用越强,锆粉粒径越小,抑制效果越好。氩气的抑制效果强于氮气。
  • 李秉擘;罗一鸣;王红星;杨斐;雷伟
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    通过测定3,5-二氟-2,4,6-三硝基苯甲醚(DFTNAN)/3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)二元混合体系熔融过程的差示扫描量热(DSC)特征量数据,建立了T-XH-X二元相图,并获得了该混合体系低共熔物的组成和熔点。然后,研究了低共熔物以及熔点为80 ℃时混合物的黏度、机械感度和理论爆炸性能。分析了不同的升温速率和添加剂对低共熔物熔融过程的影响,并通过Sˇatava-Sˇesták、Coats-Redfern和通用积分方程获得了低共熔物熔融过程的动力学参数Ea、A和最概然机理函数。结果表明,由T-X相图和H-X相图计算得到的DFTNAN/DNTF低共熔物的组成m(DFTNAN)∶m(DNTF)分别为62.94∶37.06和62.88∶37.12,低共熔温度为63.84 ℃。调节DFTNAN和DNTF的比例,可使混合体系既达到熔铸工艺要求的工艺温度(≥80 ℃),又能保持较高的能量水平和较低的感度。随着升温速率的提高,熔融反应起始温度和峰温发生相应的延后;添加HMX或RDX后,熔融起始温度发生较明显的后移;DFTNAN/DNTF低共熔物的熔融动力学参数Ea和lgA分别为32.95 kJ/mol和2.81,最概然机理函数为f(α)=(1-α)2/3
  • 赵林林;郭效德;黄珊珊;向贵锋
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    在对喷雾干燥塔内流动特点认识的基础上,采用较为成熟的计算流体力学(CFD)模型及算法,建立适用于硝基胍物料喷雾干燥的应用模型。利用Gambit软件对几何模型进行网格划分,导入Fluent中进行数值计算,预测塔内流场分布情况、液滴含水率及颗粒平均粒径等。通过测试样机干燥产品的含水率、产品粒度分布及场内温度分布等发现,预测结果与实验结果大致吻合,说明模拟结果有一定的准确度和可靠性。
  • 爆炸材料

  • 沙洪博①;袁俊明①;黄求安②;夏韬①;邢曦伟①;温旭①
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    为研究DNAN(2,4-二硝基苯甲醚)基熔铸炸药跌落过程的力学响应,设计了含模拟装药的榴弹跌落试验,应用力传感器测试系统分析了弹体跌落的冲击响应特性。同时,基于有限元方法模拟了DNAN基熔铸装药弹体在不同工况下的跌落过程,得到了DNAN基熔铸炸药受到的应力载荷及冲击加速度过载变化规律。结果表明:通过试验与仿真对比,验证了有限元模拟弹药跌落的可行性;DNAN基熔铸炸药受到的冲击载荷在传递过程中呈现出递减的趋势,作用时间在1~2 ms之间;弹体装药冲击载荷峰值随跌落高度与角度的增加而变大,作用时间近似相同;DNAN基熔铸炸药升温随着跌落高度的增加而增大,整体升温幅度为2.3~5.8 ℃。仿真结果可为DNAN基熔铸装药榴弹跌落安全性设计提供依据。
  • 吴红波;高郁凯;李鹏;张续
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    通过模拟高原环境,研究温度与气压的变化对乳化炸药爆速、猛度的影响,并通过显微镜观察乳化炸药的微观结构,研究其性能改变的原因,以利于指导高原地区乳化炸药的使用以及爆破参数的设计。实验结果表明:若温度为0 ℃不变时,海拔不超过2 500 m,乳化炸药的性能基本保持不变;海拔为2 500 m以上时,乳化炸药性能会迅速降低。而若温度随着海拔高度的增加而降低时,乳化炸药的爆速、猛度会迅速降低。在海拔为2 500~3 500 m时,化学敏化的乳化炸药敏化气泡开始转变为无效气泡。
  • 刘忠民①;杨年华②③;石磊①;郭立峰①;杨军②;徐靖宇①
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    电子雷管由于具有安全、可控、可追溯等特点,对民用爆炸物品安全管控及社会安全稳定提供了良好的解决方案。但在井下小孔距爆破中发现,电子雷管拒爆率偏高,严重地影响了爆破安全和电子雷管的推广应用。根据现场模拟试验的结果,分析了小孔距爆破中电子雷管拒爆的原因,发现电子雷管抗冲击振动性能较差,从而出现引火药头被振碎、芯片数据混乱及电容漂移等问题。通过对比不同厂家的电子雷管爆破效果认为,选用高质量、高可靠性的电子雷管,采用合适的起爆方式,可有效地防止电子雷管拒爆。
  • 李木易①;邹德波②;赵铮②
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    以有机玻璃为对象,研究下方介质对爆炸切割脆性平板的影响。当有机玻璃平板下方介质为空气、水、橡胶板时,进行爆炸切割有机玻璃平板试验及仿真。结果表明:改变有机玻璃平板下方介质将对平板断裂情况造成影响,当下方介质为空气时,平板断裂情况中层裂效果是最明显的,射流侵彻及冲击断裂影响较小;当下方介质为水时,射流侵彻对平板断裂作用最大,层裂效果减小,获得的平板断裂切口更为整齐;当下方介质为橡胶板时,相比于下方介质为空气时层裂效果会有所减小,射流侵彻效果有所增加,同样会获得相对整齐的断裂切口。研究结果可以为实际工程中涉及不同介质时爆炸切割脆性材料提供参考。
  • 爆破技术

  • 王海龙①②;李云赫①②;赵岩③
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    针对隧道爆破振动测试信号存在噪声干扰的问题,引入一种基于k值优化的变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)联合小波包分析的降噪方法。首先,引入分解能量差值参数λ,对比爆破振动信号在不同k值条件下经VMD得到的模态分量总能量;基于等能量分解原理对模态数k进行优化分析,并在最佳模态数k下对信号进行VMD处理;在相关系数和方差贡献率双指标下筛选出含噪分量,并用小波包分析手段进行降噪处理;最后,将经降噪处理后的含噪分量与优势分量重构,得到纯净的爆破振动信号。引入的方法兼具VMD及小波包分析的优点,并克服了信号分解过分或分解层数不足的缺陷。结果表明:与现有方法相比,k值优化的VMD-小波包分析联合降噪方法信噪比高,均方根差小,降噪效果良好,并且该法可有效保留原始信号中的细节特征,可以应用于类似隧道爆破信号的降噪处理。
  • 刘文广
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    在超大城市中心城区密集空间内进行高层楼房的安全爆破一直是一个难题。在上海普陀中环商务区4栋百米高层楼房爆破拆除中,采用了大切口、多向折叠、一次起爆、分体塌落的爆破技术。对不同结构类型采用不同切口角度:核心筒结构39°,框架结构30°,全剪力墙公寓楼36°。同时,设计楼间、切口间、层间和同层前、后采用不同的延时形式,爆破后大楼完全按照预定的方向安全塌落, 坍塌距离为16~42 m。30 m处,110 kV变电站爆破振速控制为1 cm/s,实现了既要减振又需缩小倒塌影响范围的目的。周围建筑和地下管线均无损伤。