线性聚能切割器的应用研究

格式：pdf
大小：523.73 KB
文档页数：6

下载文档原格式

柔性线型聚能切割器的应用研究

用聚能切割辅助大爆破的成功实施却未查到相关文献，因为辅助大爆破时聚能切割须面对一些高强度、复杂轮廓、壁面的结构，用铜等硬质材料作为药型罩厚采
的切割器不易弯曲，一般柔性的聚能切割器面对高而
２１聚能切割影响因素．
１引言
从１９２年工程师ＦａｚＶｎＢａｅ在假设中提７ｒｎｏａｄｒ到聚能现象以来 … ，能效应的研究与应用不仅从未聚
影响聚能切割效果的因素主要有炸药性能，型药罩的材料、状、角、厚，高，形锥壁炸隔板，药包壳体，聚能药包形状几何参数以及靶板材料有关。由经典
间断，而且越来越丰富，特别是在军事方面的研究应
流体力学理论Ｊ把药型罩形成射流的过程当做理想，
不可压过程，并假设炸药为瞬时爆轰，型罩的壁面同药
用。２０世纪４Ｏ年代 ¨ 民用工程上开始采用聚能装，
强度材料时侵彻深度又有限。因此，本课题组设计
并研制了一种铅质外壳柔性聚能切割器，切割器具该有足够侵彻能力，以满足此类工程需要。可
由式（）（）以看出，流速度Ｖ随着药型罩１、２可射ｉ
因素进行简单回顾，以便有效指导聚能切割条的制作。Ｊ。
（３）

线型聚能切割器爆炸飞散物危害特性实验

ｔｈｅｌｉｎｅａｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅ（ＬＳＣ），ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｓｏｍｅｄｉｓｃｏｖ —
摘要：为深入了解线型聚能切割器使用时产生的飞散物的危害特性，给安全使用和可靠防护提供依据，按
照实验和理论分析相结合的方法，运用所设计的装置对爆炸产物进行收集、观测，从动量和动能角度对实验结果进行分析。结果表明，爆炸飞散物主要以高速飞散的金属颗粒物形态存在，会对一定范围内的人员和设
ｃｒｙｉｎｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎＬＳＣ，ｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙａｎｄｅｓｓｅｎｔｉａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｓｅｒｉｅｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔＯｃｏｌｌｅｃｔａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅＥＦＭｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．ＩｔｉＳｆｏｕｎｄｔｈａｔＥＦＭｉＳｍａｉｎｌｙｆｏｒｍｅｄａｓｌａｍｅｌｌａｒｏｒｓｐｈｅｒｉｃａｌｍｅｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ．ＡｎｄｔｈｅｈａｒｍｆｕｌｅｆｆｅｃｔｓｃａｕｓｅｄｂｙＥＦＭａｒｅｍａｉｎｌｙ

线型聚能切割器热中子照相检测技术研究

ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｄｅｆｅｃｔｉｖｅｏｆｔｈｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅ．Ｔｈｅｃｌｅａｒｉｍａｇｅｓｏｆｓｏｍｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｎｅｕｔｒｏｎｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｔｏｇｅｔｔｈｅｌｉｎｅａｒｄｅｎｓｉｔｙｏｆｉｎｎｅｒｅｘｐｌｏｓｉｖｅ．Ｔｈｅｄｅｆｅｃｔｉｖｅｓｓｕｃｈａｓｓｐａｒｓｅｎｅｓｓ，ｇａｐｓａｎｄｃａｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｓｈｏｗｎｃｌｅａｒｌｙｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｓ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｒｅｄｉｒｅｃｔａｎｄｓｉｍｐｌｅｒｔｈａｎｏｔｈｅｒｑｕａｌｉｔｙｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒＬＳＣ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｆｏｒｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｔｅｓｔｆｏｒＬＳＣａｎｄｐｒｅｃｉｓｅｂｌａｓｔｉｎｇ．Ｉｔｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｆｏｒｑｕａｌｉｔｙｔｅｓｔｏｆｃｏｒｄｔｙｐｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｖｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌｎｅｕｔｒｏｎｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ；ｌｉｎｅａｒｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅ；ｌｉｎｅａｒｄｅｎｓｉｔｙ；ｎｏｎ —

线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究

线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究纪　冲　龙　源　杨　旭　刘建青　刘维柱解放军理工大学工程兵工程学院(南京,210007)[摘　要]　以线型聚能装药切割器技术在某爆破工程中应用的实例,分析了线型聚能射流切割目标的原理及影响因素,提出了对于一般常用钢构件材料条件下工程爆破采用线型聚能切割器的参数设计方法,进而展望了此器材在工程爆破中应用的发展前景。

[关键词]　工程爆破　线型聚能切割器　金属射流　钢结构物[分类号]　T G481　引言自1888年C.E.M un roe首次发现了不带药型罩的“门罗效应”以来,各国学者系统地研究了聚能装药(Shaped Charge)射流形成机理,并将其广泛应用在军事领域中,用来进行各种破坏作业(如大型桥梁、重点建筑物的破坏)。

在以工程建设为目的的爆破施工中,比如石油开采、硬土或冻土中快速穿孔等也被大量应用。

但是,作为聚能装药的重要组成部分,线型聚能装药在工程爆破中的应用较圆柱型聚能装药的应用还有较大的差距。

本文通过工程实例研究此器材在工程爆破中的应用,探讨其应用前景。

2　聚能射流切割原理及其应用概述聚能罩采用楔形罩的装药称为线型聚能装药(L SC),也称平面对称型聚能装药。

装药爆炸后,高温高压的爆轰产物沿装药空穴表面法线方向迅速散射。

由于空穴的影响,产物向轴线集聚形成一股高速高压气流。

如果存在金属药型罩,爆轰产物则以高达几十万大气压的压力作用于药型罩,将其压垮。

而后向对称轴闭合运动,并在对称平面内发生高速碰撞,药型罩内壁附近的金属在对称平面上挤出一块向着装药底部高速运动的融塑状态的高速片状金属射流,其头部速度最高可达7000m・s-1～8000m・s-1,温度升高至4000℃～5000℃。

金属射流与金属等靶板发生相互作用时,迫使靶板表面压力突然达到几百万大气压。

在高压作用下,靶板表面介质被排开,向侧表面堆积[1]。

线型聚能装药正是依靠这种片状的“聚能刀”,实现对金属等致密材料的切割。

线型聚能切割器轴向直角连接射流形成特性

面沿其中心线成直角拉伸而成，割方向分别向内或切向外。此种类型的切割器是为在特定条件下从内部或外部对截面形状为长方形的薄壁容器或零部件的分离而设计的，以应用在水下或空中方舱连接部位的可
弃物处理中有较广泛应用，产生了良好的经济效益。
（．ｎｉｅｒｇＩｓｔｔｏＥｇｅｒｏｐ，ＬＵｎｖ￣ｉｆｃｅｃｄｅｈｏｏｙＮａｊｇ１０７２Ｔｅ１ｇｎｅｉｎｔｕｅｆｎｉｅＣｒｓＰＡｉｅｔＳｉｅｎＴｃｎｌｇ，ｎｉ，２００；．ｈＥｎｉｎｙｏｎａｎ
ｐｓｂｌ．ｏｓｉｅ
Ｋｅｒｓｉａａｅｃａｇｃｔｒｏｅａｒｔｇａｉｙｅｐｏｅｙｉｌｏｙｗｏｄ：Ｌｅｒｈｐｄｈｒｅｕｔ；Ｊｉｄｔｉａｌｘａ；Ｊｔｒｐｒ；ＳｍｕａｎｎｓｅｎｈｇｎｅＵｔｉｔ
线型聚能切割器由于具有切割速度快和切割能力强的特点，在工程爆破、航空航天、抢险救灾和废
７８３ＵｎｔｆＬＮａｐｇ３３０；．ｎｎｇＭａｈｎｒａｔｒ，ｘｎ３８ｉｏＡ，ｎｉ，５００３ＹｏｇＫａｃｉｅｙＦｃｏＹｉｉｇ，２１２０Ｐｎｙ４０）
ＡｂｔａｔｎｏｄｒｏｃｍｐｒｊｔｒｐｒｆｘａＬＣｏｅｒｈａｇｂｔｕｒａｄｉｒ，ｅｕｒａｓｃ：ＩｒｅｔｒｏａｅｐｏｅｔａｉＳＣｊｉｄａｉｔｌｏｈｏｔｄｅｙｏｌｎｔｇｎｅｗａｎｎｄｔｎｍｅｉｌｗａｈｃ

线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟

来确定“ 。对于图１中的装药结构，能装药的特聚征参数主要有炸药的特征尺寸（包括装药高度及
ｌ，，ｔｔＣ，，Ｈ，Ｔ，ｆＥ，，ｔｔＺ，Ｄ盯
纲形式：
ＤｅＺｅＺｓ
，，
ｆ
深度误差进行了拟合来验证相似律在线型聚能切割
器（ＳＣ中是否成立。ＬＣ）
取Ｚ、和ｐ作为基本量，式（）写成无量把１改
影响因素有２个，０由于线型聚能切割器切割靶板的威力通常由侵彻深度Ｐ来表示，据量纲相似理根论，彻深度Ｐ应该是上述２侵０个参数的函数，：即
Ｐ一厂１Ｄ，ｅｓｓｓ，ｃ，（』０ｅ，，，，，＼１，，ｚｚＰＥｅｖ）
为主。随着计算机技术和数值分析方法的发展，数
值模拟逐渐成为研究聚能装药的一种重要方法。对于同一几何形状相似的装药存在着线性关系，种装药是另一种装药放大１个线性因子比例某的结果，这两个装药的几何形状是相似的。自法则
ｗｈｃａｉｆｅｈｉｌｔｎｒｔｏｐｎｔａｉｇｓｅｌｔｒｅｓｓｍｕａｅｉｈｓｔｓｉｄｔｅｓｍｕａｉａｉｅｅｒｔｎｔｅａｇｔｗａｉｌｔｄ，ａｄｔｅｓｅｄｏｅｅｄａｄｏｎｈｐｅｆｊｔｈａｎ
部速度和侵彻深度是否满足模拟比；后对满足几最何相似率而相似比不同的模型进行了模拟，侵彻对

聚能切割技术在爆破片上的应用研究-概述说明以及解释

聚能切割技术在爆破片上的应用研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚能切割技术是一种高效、精确的切割技术，可以在爆破片上实现精准切割。

传统的切割方法往往需要依靠传统的机械切割工具，如切割刀片或锯片等，这些方法在切割过程中会产生较大的噪音、较强的振动和较高的能耗。

而聚能切割技术能够通过集中能量在炸药中产生高能物质，使爆破片断裂较为均匀，同时能够精确控制切割方向和深度。

聚能切割技术的基本原理是利用炸药的爆炸能量，通过控制火焰传播的速度和方向，使其在爆破片上形成高能物质区域，进而实现切割效果。

该技术的关键在于火焰控制，需要精准调节爆炸波的传播速度和冲击力，以达到预期的切割效果。

聚能切割技术在爆破片上的应用主要表现在以下几个方面：首先，它可以实现对爆破片材料的精确切割，避免了传统切割方法可能引起的物料损失或不均匀切割的问题。

其次，它具有较快的切割速度和高效的能量利用率，能够在短时间内完成切割任务，提高工作效率。

此外，聚能切割技术还可以实现对复杂形状的爆破片进行切割，具有较高的灵活性和适用性。

总之，聚能切割技术在爆破片上的应用具有广阔的前景和重要的意义。

通过对其基本原理和应用进行研究，我们可以更好地理解该技术的工作原理和特点，为其进一步改进和拓展提供有益的参考。

在未来，随着科学技术的不断发展和进步，相信聚能切割技术在爆破片上的应用将能够取得更多的突破和创新。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以是对整篇文章的组织和布局进行说明，旨在帮助读者了解文章的整体结构和内容安排。

以下是一个示例：1.2 文章结构本文将按照如下结构来组织和呈现研究内容：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 聚能切割技术的基本原理2.2 聚能切割技术在爆破片上的应用3. 结论3.1 总结3.2 展望在引言部分，我们将首先概述整个研究的背景和相关问题，进而介绍文章的结构和目的。

通过引言，读者可以对论文的整体框架和研究内容有一个清晰的认识。

水下线形聚能装药切割钢靶的数值模拟及试验验证

Ｋｅｒｓｘｌｓｏｃａｉｓｌｅｒｓａｅｈｒｅｎｅｔｒｅｅｒｔｎ；ｕｒｃｌｓｍｕａｉｎ；ｙｗｏｄ：ｅｐｏｉｎｍｅｈｎｃ；ｉａｈｐｄｃａｇ；ｕｄｒｗａｅ；ｐｎｔａｉｎｏｎｍｅｉａｉｌｔｏＡＮＳ／ＹＳ
ｎｕｍｅｉａｌｉｕｌｔｄｏｈｅｌｎｅｒｓｐｄｃａｇｓｗｉｈｆｅｅｔｕｃｕｒｓ．Ｔｈｅｄｆｅｒｎｔｓｒｃｕｒｕｔｅｓｗｅｅｒｃｌｙｓｍａｅｎｔｉａｈａｅｈｒｅｔｄｉｆｒｎｔｓｒｔｅｉｆｅｔｕｔｅｃｔｒｒｄｅｉｎｅｎｈｅｉｙｎｘｐｒｍｅｓｏｈｅｃｔｅｕｔｉｇｓｅｌｔｒｅｗｅｅｃｒｉｄｏｂｓｄｏｈｎｓｇｄａｄｔｅｖｒｆｉｇｅｅｉｎｔｆｔｕｔｒｃｔｎｔｅａｇｔｒａｒｅｕｔａｅｎｔｅｕｍｅｉａｒｃｌ
王宝兴，谷鸿平，屈碌林高强，，袁铁刚
（．方斯伦贝谢油田技术（安）限公司；．安近代化学研究所，陕西西安７０６）１北西有２西１０５摘要：用ＡＹｓＬ — ＹＮ软件对不同结构线形聚能装药所形成的聚能侵彻体及切割钢靶过程进行了数值应Ｎｓ／ｓＤＡ模拟。基于数值模拟设计了不同结构的线形聚能切割器，行了切割器切割钢靶的验证试验。结果表明，水介质进在中，炸高的增加侵彻体头部速度衰减加快，割能力下降；彻体切割深度沿装药长度方向呈增长趋势，装药随切侵随长度的增加将逐步达到稳定状态。关键词：炸力学；形聚能装药；彻；爆线侵数值模拟；ＮｓｓＬ — ＹＮ软件ＡＹ／ｓＤＡ

线型聚能切割器结构参数优化设计及应用

线型聚能切割器结构参数优化设计及应用龚文涛;刘健峰;龚先乐;王志阳;朱忠亚;詹新进【摘要】针对钢结构目标,优化设计了一种组合式的爆炸切割装置,此装置可以实现对钢结构目标的快速高效切割.以线型聚能装药为研究对象,采用正交优化设计方法,对线型聚能切割器的药型罩壁厚、顶角、口径、炸高等主要结构参数进行优化设计,并确定了最优线型聚能装药结构.采用该结构参数的线型聚能切割器,能够对典型钢结构目标进行有效切割.%A combination type explosion cutting device, which can achieve the goal of rapid and efficient cutting of steel structure, was optimally designed. Orthogonal design method was used to optimize the main structure parameters of the linear charge cutter such as liner thickness, liner angle, calibers and burst height, and the optimal linear charge structure was determined. The linear charge cutter with this structure could cut steel structure effectively.【期刊名称】《爆破器材》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】6页(P37-42)【关键词】线型聚能装药;正交优化;爆炸切割;数值模拟【作者】龚文涛;刘健峰;龚先乐;王志阳;朱忠亚;詹新进【作者单位】中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院江苏南京,210007;中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院江苏南京,210007;中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院江苏南京,210007;中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院江苏南京,210007;中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院江苏南京,210007;湖北卫东化工股份有限公司湖北襄阳,441108【正文语种】中文【中图分类】TK421;TD235线型聚能装药(linear shaped charge,LSC)按照药型罩的不同形状可以分为楔形、弧形、矩形等形式。

聚能射流理论的发展及应用

聚能射流理论的发展及应用提要：文章介绍了聚能射流理论的发现以及发展过程,并且介绍了由此理论研发的线性聚能切割器在几个方面的成功应用。

关键词:聚能射流;线性;切割器自1888年MunroeCE首次发现了不带药型罩的“门罗效应”以来,各国学者系统地研究了聚能装药(ShapedCharge)射流形成机理,特别是第二次世界大战后,聚能效应不论是在军事领域,还是在民用工业中,都得到了广泛的应用。

Birkhoff等人(1948)首先系统地阐述了聚能装药射流形成理论。

他们假设,在药型罩压合过程中,爆轰波产生相当大的压力,以致药型罩材料的强度可以忽略不计。

实际上,将药型罩处理为一种无粘性、不可压缩的流体,锥形罩处理成楔形,并假设是稳定压合模型。

这样,药型罩微元被瞬时加速到最终压合速度。

稳态模型预测的射流长度不变,它等于锥形药型罩母线长度。

然而,聚能装药射流具有速度梯度,头部运行快,尾部运行慢。

因而造成射流的拉伸,乃至断裂。

后来,Pugh等人(1952)改进了稳态压合理论,其中考虑了射流速度梯度。

改进的非稳态理论与稳态理论基于同样的原理,只不过是认为不同药型罩微元的压合速度是不同的,它与微元在药型罩上的初始位置有关。

Birkhoff等人的理论可用来预测锥形和楔形药型罩形成稳态射流和杵的速度和质量,稳态模型提供的量值与闪光X射线摄影实验较一致。

但是,稳态分析不能预测射流速度梯度,不能预测射流的伸长。

Pugh、Eichelberger和Rostoker(1952)对稳态理论作了重要改进,提出了一个非稳态射流形成理论,称为PER理论。

线性聚能切割器是一种利用线型聚能装药在爆炸时产生的高能量密度、高运动速度的刀片状金属射流对各种金属或非金属障碍物进行切割的爆炸型切割器,具有切割速度快、切割面大、切割威力高的特点。

线性聚能切割器的在民用方面的实践应用清河门大桥切割爆破工程清河门大桥为阜新至锦州公路清河上双曲拱桥,桥分为三孔,中孔较大,两侧小拱互为对称,全桥长为234.4m,桥面净宽12m。

多面聚能线性切割器的研究

作用，避免在孑壁岩石中形成压碎区，Ｌ传统的光面爆破采用不耦合装药或空气柱间隔装药…。实践证
明，对于这类 “ 精雕细刻 ” 开挖工程，无论如何优化光面爆破参数和孑网参数，Ｌ均不能避免在孔壁上产生随机的径向裂纹，因而使围岩造成损伤，特别是在岩层裂隙发育的条件下，不能获得预期的光爆效果。为了精确控制光面爆破和预裂爆破中的岩石断裂方向，获得平整的岩石开挖面，提高石料开采的成材率，同时降低巷道围岩受损伤的程度，以便提高其稳定性能，瑞典学者把聚能装药引入岩石爆破，提出了线型聚能装药爆破方法Ｊ。我国学者对该技术应用在石油开发、硬土或冻土中快速穿孑以及金属Ｌ切割等方面进行了大量的实验和理论研究，并对装
自１８年Ｍｎｅ８８ｕｒＥ首次发现了不带药型罩ｏＣ的“ 门罗效应” 以来，国学者系统地研究了聚能装各
药（ｈｐｄＣａｅ射流形成机理．Ｓａｅｈｒ）ｇ特别是第二次世界大战后，聚能效应不论是在军事领域，还是在民用工业中，都得到了广泛的应用。随着开采技术的发展，对于需要严格控制裂纹发展的爆破，如用爆破法进行岩土工程或采矿工程中的巷道掘进、饰面石材
维普资讯
第２３卷第２期 Nhomakorabea爆
破
Ｖ０．３Ｎｏ２１２．
２００６年６月
ＢＬＡＳＮＧＴＩ
Ｊｎ２０ｕ．０６
文章编号：０１４７｛０６００９ — ４１０ —８Ｘ２０）２—０３０
多面聚能线性切割器的研究
文献标识码：Ａ
ＡｐｐｉａｉｎｏｕｔｐｅＬｉｅｒＣａｉｙＥｆｅｔＣｕｔｒｌｔｏｆＭｌｉｌｎａｖｔｆｃｔｅｃ

金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究

金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究近年来，随着科学技术的不断发展和工业生产的不断进步，金属材料在各个领域的应用越来越广泛。

然而，在金属材料的切削加工过程中，传统的切削方法面临着效率低、精度差等问题。

为了解决这些问题，金属型材线型聚能爆炸切割技术应运而生。

为了研究金属型材线型聚能爆炸切割的切割效果以及爆炸参数对切割效果的影响，需要进行试验与数值模拟研究。

首先，在试验研究方面，可以选择不同种类的金属材料，如钢材、铝材等，进行金属型材线型聚能爆炸切割试验。

在试验过程中，可以调节植入炸药的数量和位置、爆炸药物的种类和量以及其他相关参数，观察切割效果，并记录切割时间、切割质量等数据。

通过对不同试验条件下的切割效果进行对比分析，可以得到金属型材线型聚能爆炸切割的最佳参数。

其次，在数值模拟研究方面，可以利用计算流体力学（CFD）方法对金属型材线型聚能爆炸切割过程进行数值模拟。

通过建立准确的数学模型，输入试验中所使用的爆炸参数和金属材料的性质参数，模拟计算出切割过程中的温度场、流场和应力场等信息。

基于这些模拟结果，可以深入分析爆炸能量的传递和转化过程，揭示金属型材线型聚能爆炸切割的物理本质。

最后，将试验研究和数值模拟研究相结合，可以得到更加全面和准确的研究结果。

通过比较试验结果与数值模拟结果的吻合程度，可以验证数值模型的可行性和准确性，并优化模型参数以提高模拟效果。

同时，还可以利用数值模拟研究结果对爆炸切割过程进行深入分析，提出改进和优化的建议。

综上所述，金属型材线型聚能爆炸切割试验与数值模拟研究是深入探索金属材料切割技术的重要途径。

通过这种研究方法，可以获得对金属型材线型聚能爆炸切割的深入认识，为金属材料切割工艺的改进和优化提供科学依据。

线型聚能切割器装药线密度测量精确化研究

线型聚能切割器装药线密度测量精确化研究
王耀华;熊伟;陈志富;樊成飞
【期刊名称】《火工品》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】针对某型客机服务舱门开启精确爆破实验中出现的线型聚能切割器切割失败故障，建立了故障归零分析流程，发现故障原因为切割器装药线密度的不均匀性偏差过大。

进一步分析表明，以往的切割器线密度测试方法不能准确反映线密度不均匀性偏差过大问题，并提出了改进的测量方法。

经实验证明，改进的测量方法提高了线型聚能切割器质量验收的精确化水平，消除了切割失败故障。

【总页数】5页(P4-8)
【作者】王耀华;熊伟;陈志富;樊成飞
【作者单位】解放军理工大学野战工程学院,江苏南京,210007;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京,210007;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京,210007;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京,210007
【正文语种】中文
【中图分类】TJ45+9
【相关文献】
1.线型聚能切割器在不同连接角度下切割能力的研究
2.线型聚能装药切割器系统参数研究
3.线型聚能切割器水下切割钢板性能的数值模拟研究
4.柔性线型聚能切割器的应用研究
5.线型聚能切割器热中子照相检测技术研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

和岩体的断裂强度因子确定。随着裂纹的扩展, 爆生
气体的压力会逐渐降低。在定向裂纹的扩展过程中,
裂隙尖端的应力强度因子 K I 可记为 [ 8]
KI
=
2p ( rb -
rb 3 a2
)
#
( Pa ) -1 /2
( 7)
式中, p 为裂纹中的准静态压力, a 为裂纹长度, rb 为炮孔半径。
文献 [ 4, 6] 研究表明: K I \K ID 当时, 裂纹才能起裂、扩展, 反之则止裂。K ID为岩石动态断裂韧性, 可通过实验来确定。
结合理想气体状态方程可知, 初始导向切缝形成
瞬间, 孔内爆生气体压力即导向切缝扩展的初始压力
p 0 可由式 ( 6) 计算
p 0 = pk
r
pw k
pk
VC
r
Vb + N Vs
( 6)
式中, N 为切缝条数; Vb 为炮孔除去堵塞段的体积;
Vs 为每条切缝的体积; 一般来讲, V s 比 Vb 小得多, 所
收稿日期: 2005-11-25; 修回日期: 2006-03-31 作者简介: 罗勇 ( 1977 - ) , 男, 博士, 研究方向为现代爆炸技术与工程安全。 e-m ai:l yongluo@ ma i.l ustc. edu. cn
机裂纹的产生。若炮孔间距适当, 相邻炮孔间的裂纹就能贯通, 形成光滑的定向控制爆破断裂面 [ 2~ 6] 。
除此之外, 药型罩母线长、罩厚、装药厚度等参数对射流的速度和质量也有一定的影响, 它们之间存在一个最合适的匹配关系, 可以通过正交实验法优化得到。文献 [ 9] 的结论是, 楔形罩顶角在 80b~ 90b时侵彻深度最佳; 楔形罩厚度为其底部宽度 0. 05~ 0. 08 倍时, 切割效果最好。文献 [ 10] 对切割器 (聚能药包 ) 的形状和几何参数作了详细介绍, 还列举了近年来聚能切割工程应用实例。
彻深度 L 可由以下经验公式 [ 6] 算出
L
=
L0 W( 1 +
cosA)
QjR zc QtR c
( 2)
L0 = h / cosA
( 3)
式中, L0 为金属罩母线长; W为射流伸长率, 与目标介
质有关, 一般取 W= 2~ 6; A为聚能罩顶角之半; Qj、Qt 分别为射流密度和目标体密度; Rzc、Rc分别为聚能罩
23 8
含能材料
第 14卷
图 1 聚能切割器在炮孔中的安置方法 1) 炮孔, 2) 聚能切割器, 3) 药型罩,
4) 导爆索, 5) 外壳, 6) 主装药 F ig. 1 Insta llation of cumu lative cutting charge in a bore ho le
1) bore ho le, 2) cum ulative cutting charge, 3) line r, 4) de tonating cord, 5) outer shel,l 6) explosive
表 1 药包和 V形聚能罩参数
T ab le 1 Param eters of charges and V- shaped lin er
den sity /g# cm - 3
1. 60
cha rg e leng 6
V-shap ed liner ( copper)
第 14卷第 3期 2006年 6月
含能材料
CH INESE JOURNAL OF ENERGET IC MATER IALS
文章编号: 1006-9941( 2006) 03-0236-05
Vo.l 14, No. 3 June, 2006
线性聚能切割器的应用研究
罗勇 1, 2, 沈兆武 2, 崔晓荣 1, 2
的孔, 用来装药, 每种试件各三个。砂浆试件单轴抗压强度为 18. 0 M Pa, 抗拉强度为 1. 54 M Pa, 弹性模量为 10. 27M Pa, 泊松比为 0. 17, 密度为 2. 07 g# cm - 3, 纵波速度为 3393 m # s- 1, 动态断裂韧性为 1. 9 @ 106 N /m3 /2。药包采用内径为 16 mm 长为 70 mm 的 PVC 管制备, 其基本参数见表 1。
length th ickness cone gen eratrix
/mm /mm angle/ ( b) length /mm
70
1
90
5
每个试件孔内装三个用导爆索等间隔串联的聚能药包, 单个聚能药包药量为 4. 5 g( RDX ), 封孔长度为 80~ 100 mm, 堵塞材料为黄泥。切割器在孔中的安置如图 1所示。试验后撤除钢质模型发现, 试件均完全分成两部分, 其中试件 1的切割面贯通不平整, 没有发现金属射流痕迹, 且试件有少许破坏; 而试件 2和 3 的切割面上金属射流痕迹明显, 贯通平整, 边界上也看不出明显破坏; 这说明聚能切割器切割效果较好。
数选取还要结合工程实际, 一般选取 2. 0~ 5. 0能达到
较为理想效果。至于炮孔封孔的长度选择, 一般采用抗滑稳定性计算并参考工程经验, 并保证填塞长度不
得小于最小抵抗线的 0. 7~ 1. 0倍。
3. 3 单孔药量
设计的装药量不但要满足产生切缝的要求, 还要求聚能射流产生切缝后爆生气体仍有足够能量对切缝
进行压裂, 使其尖端产生的裂纹按预定方向扩展。欲
使初始裂纹扩展, 单位长度炮孔中的聚能药包的个数 n至少应为 [ 3] :
n=
Vd VC
pk k pm in
pw r pk
( 9)
式中, Vd 为单位长度炮孔体积; VC 为每个聚能药包的
体积; pmin为使初始裂纹扩展所需要的最小压力值 ( 一
般认为该压力值近似等于孔壁的破坏强度 )。
关键词: 爆炸力学; 断裂力学; 定向断裂爆破; 聚能切割器
中图分类号: T J55; O389
文献标识码: A
1引言
为了精确控制光面爆破和预裂爆破中的岩石断裂方向, 获得平整的岩石开挖面, 提高石料开采的成材率, 降低巷道围岩受损伤的程度, 瑞典学者把聚能装药引入岩石爆破, 提出了线性聚能装药 ( L inear shaped charge) 爆破方法 [ 1 ] 。此后, 人们对该技术在石油开发、矿山以及金属切割等方面的应用进行了大量的实验和理论研究, 并对装药结构进行了一定的改进 [ 2~ 6] 。本文仅就线性聚能装药在岩石定向断裂爆破中的应用进行研究。
验证试验。结果表明由聚能射流形成的切缝有明显的定向作用, 使爆生气体的能量沿预定方向集中, 裂纹的定向
断裂控制效果良好。利用自行设计的线性聚能切割器, 在大理石采石场进行了现场试验, 结果表明定向断裂爆破
效果显著, 岩石断裂面平整, 凹凸量不超过 55 mm, 眼痕率高达 100% 。
另外, 在金属射流作用于孔壁的同时, 爆炸动压对
孔壁也有一定的作用。为了尽量减小粉碎圈或避免形
成粉碎圈, 保证爆破效果, 要求爆炸作用对炮孔壁产生的冲击动压不大于岩石的极限动抗压强度 [ 7] , 即
p [ Kb Rc
( 5)
式中, K b 为在体积应力状态下岩体的抗压强度增大系
数, 计算时取 K b = 10; Rc为岩体的单轴抗压强度。
( 1. 广东宏大爆破工程有限公司, 广东广州 510055; 2. 中国科学技术大学力学和机械工程系, 安徽合肥 230027)
摘要: 为精确控制岩石定向断裂爆破中断裂面的发展, 根据爆炸力学、岩石断裂力学理论, 对线性聚能切割器应
用于岩石定向断裂爆破时裂纹的产生及扩展进行了研究, 同时对线性聚能切割器进行了设计, 并在实验室进行了
2 聚能射流切割原理概述
聚能罩采用楔形罩的装药称为线性聚能装药或线性聚能切割器, 也称平面对称型聚能装药。聚能装药爆炸后, 爆轰产物以高达几十万大气压的压力作用于药型罩, 使之在对称平面内发生高速碰撞, 药型罩内壁附近的金属在对称平面上挤出一向着装药底部高速运动的高温、高压、高能量密度的刀片状金属射流, 当这种刀片状聚能射流作用到岩石中炮孔孔壁上时, 可使孔壁处压力突然达到几百万大气压, 极易在孔壁上形成 ( 初始 ) 导向切缝; 炸药爆轰产物充满整个炮孔空间, 对孔壁岩石施加准静态载荷, 炮孔壁上导向切缝的尖端在这一准静态载荷及应力集中作用下, 先于炮孔的其它方位形成裂纹并扩展, 从而抑制了其它方位随
( 4)
式中, p为爆生气体膨胀过程的瞬时压力; k和 r分别
第 3期
罗勇等: 线性聚能切割器的应用研究
2 37
对应等熵指数和绝热指数; V 为 p 对应的气体体积;
pk 为临界压力, pk = 200 MP a; pw 为平均爆轰压力, 其值为 pw = Q0D 2 / [ 2( 1 + k) ], Q0 和 D 分别为炸药的密度和爆速。
图 2 自制线性聚能切割器 F ig. 2 Photograph of linea r cum ulative cutting charge
水泥砂浆试件利用特制的高强度钢质模型制作, 不但可以保证试件成型后具有高强度, 还可以削弱爆破时引起的边界效应。砂浆试件的配比为 500# 普通硅酸盐水泥、砂子和水的比率为 1Ø 2Ø 0. 4。试件均为高 400 mm 的圆柱体, 其直径为 500 mm 和 800 mm, 在直径为 500 mm 的试件中心处, 直径为 800 mm 砂浆试件偏离其圆心 300 mm处开有直径 40 mm、深 300 mm
材料的抗压度和目标岩体强度; h为药型罩高度。
3. 1 爆炸动压的控制