《用于大块度岩石开孔的聚能装药设计 源码.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于大块度岩石开孔的聚能装药设计 源码.doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-范文最新推荐- 用于大块度岩石开孔的聚能装药设计+源码 摘要当今时代，自然灾害频发，山体滑坡或者泥石流都会产生很多大块度的岩石有可能会阻碍交通等等，而这个聚能装药的设计就是为了有效的清除阻碍交通的岩石，从而为快速的恢复交通或者后续救援部队开展救援提供方便。用于大块度岩石开孔的聚能装药主要用于在大块度的岩石上侵彻孔洞,从而为后续的进一步工作提供方便。12696本基于普通聚能装药的设计，设计了半球形药型罩聚能装药，系统的分析了聚能装药的结构参数，并运用流体力学等对聚能装药进行了理论的分析。建立了一个理论模型。设计的聚能装药满足理论要求。这种聚能装药的研究对以后的大块度岩石开孔研究，有重要的理论价
2、值和指导意义。关键词:聚能装药；大块度岩石；射流侵彻；破甲深度毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleDesign of shaped charge which used to penetration of large scale rockAbstractIn todays era, frequent natural disasters, landslides or mudslides will have a lot of large pieces of rock may hinder transport, while the design of the shaped charge in or
3、der to effectively clear the rocks blocking traffic, so as to quickly carried out the rescue to facilitate the recovery of traffic or the subsequent rescue. Used for the chunk of rock openings shaped charge for penetration holes in a chunk of rock, in order to facilitate further follow-up work.This
4、paper, based on the common can charge together design, design the hemispherical medicine type cover can charge together, the analysis of the system together can charge structure parameters, and use of fluid mechanics, etc can charge to get together on the analysis of the theory. Set up a theory mode
5、l. Design can charge meet together theory demands.The shaped charge studies on a large rock openings, there are important theoretical value and significance. 1.2聚能装药的发展史及应用1.2.1聚能装药的发展史整个聚能装药的发展史可概括分为三个阶段:a、18世纪末到20世纪三十年代中期1792年，采矿工程师弗朗兹.冯.巴德发现，一个空心凹穴的装药形状，可以使炸药爆炸的能量集中在一个小的面积上。伦兹在1799年也观察到了同样的现象。由于弗
6、朗兹.冯.巴德在实验中使用的是黑火药，而黑火药并不能形成爆轰。因此，1867年，在阿尔弗雷德.诺贝尔发明雷管之后，实际的成型装药才实现。1883年，德国人冯.福斯特第一次论证了高能炸药的空穴效应。所以后人比较认同他是现代成型装药的真正发现者。1888年，门罗发现:柱形装药的一端具有空穴，该空穴可以是半球形、锥形等任何形状(该空穴不带药形罩)，在药柱的另一端起爆时，爆轰产物会在空穴端产生能量聚集，形成的聚能气流可大大提高局部作用力，在金属板上形成一个更深的孔洞，与没有空穴的装药相比，有更大的侵蚀能力。1894年，门罗将杆状代纳买特炸药系在一个锡罐四周和顶部，将锡罐的开口朝下，起爆后可以穿透钢保险
7、柜。从而发明了第一个带有金属药型罩的成型装药。1936年，Johns Hopkins大学的R.W. Wood在其论文中，对与聚能装药相关的末端效应如爆燃爆轰、爆炸成型侵彻体和金属的塑性变形等进行了描述。1937年，英国的科学家Payman和Woodhead观察到对于端部带有空穴的雷管，起爆时会在空穴端形成射流的现象，并把这种现象归因为门罗效应。b、二十世纪三十年代中期到五十年代第二次世界大战爆发后，由于战场上实际应用的需要，成型装药带药型罩的结构得到了快速的发展。法国科学家莫豪普特在1936年设计的许多诸如枪榴弹、迫击炮弹、100mm炮弹等军事装置，就是利用了带有药型罩的空穴装药原理。1940
8、年，美国人在法国政府的帮助下，利用莫豪普特的设计方案，于1941年自行研制出了75mm, 105mm炮射破甲弹，以及用枪发射的2.36英寸反坦克枪榴弹，这种枪榴弹后来改进为肩射火箭发射筒，并演变成了英国军队于1941在北非战场上首次使用的巴祖卡火箭筒。 许多国家聚能装药的研究工作随着二战的结束停顿了下来。来自美国的一项商业调查表明:寻求聚能装药技术在非军事领域的应用，是二战后那些以前致力于军事研究制造商的最新应用方向。聚能装药技术在油井、矿井的挖掘，钢熔炉的出液清堵，以及人造卫星制造的科学研究上得到了广泛的应用，军事应用领域，火箭、导弹和原子武器的研究者则将聚能装药技术应用于自毁、阶段分离等方
9、面，进行了创新的研究。c、二十世纪五十年代至今朝鲜战争的爆发使得各国又加大了对聚能装药的投入和研究，二战后以此为契机，成型装药又得到了继续发展。随着高速摄影和闪光X射线照相技术在50年代-60年代的应用，实验方法得到了进一步的完善，炸药由梯恩梯炸药改用能量更高的奥克托尔金、LX-14等炸药，为了使战斗部的设计也得到相应改善，又进一步对起爆方式和波形控制方法进行了研究。此外，随着计算机技术的发展，一些大型计算机编码得到了开发，用以模拟聚能装药药型罩的压垮、射流的形成及自由运动等过程。70年代，装甲主要采用均质钢板，用增加均质钢板厚度的办法来提高抗破甲能力，破甲的发展目标是提高破甲深度，穿透均质钢
10、板并具有相应的后效效果。此时破甲水平为:平均破甲深度为5倍装药口径，最佳炸高为2-3倍装药口径。70年代以后，复合装甲的出现对破甲性能提出了更大的挑战。因为复合装甲是在两层均质钢板中有夹非金属，所以与均质装甲等重的复合装甲相对均质装甲就要厚得多，而且非金属材料对金属射流尤其是断裂射流干扰很大。破甲性能不仅要求破甲深度大，而且要求大炸高性能好。即要求在大炸高条件下射流不仅要保持稳定性而且要有较好的直线度，以保证射流在较长时间内不断裂。这一阶段的发展主要是精密战斗部技术。 部分国家的国防部还一直从事一些专用聚能装药的其它应用研究。这些专用聚能装药设计包括外壳或炸药的压实、改变几何形状或改变所使用的
11、装药类型、改变起爆方式、利用炸药透镜、组合多种炸药、组合炸药与非炸药隔板、使用波形形成装置、改变炸高。以及通过改变药型罩材料、改变药型罩的壁厚、变壁厚(使壁厚连续或非连续的逐渐变化)，或改变药型罩的几何形状均可获得良好的效应。1.2.2聚能装药的应用（1）反坦克和舰艇目前世界各国仍以成型装药破甲弹作为主要的反坦克和反舰艇的弹种，用于攻击坦克和舰艇的装甲防护板；手雷、枪榴弹、火箭弹、无坐力炮弹、坦克炮弹和反坦克炮弹以及舰对舰导弹战斗部，大多采用成型装药。聚能装药的研究主要集中在提高射流速度、打击反应式和复合材料装甲技术。（2）轻型模块化爆炸成型弹丸这种弹丸是为特种部队研制的新型装备，其战斗部可以
12、在15m甚至150m远的距离点火引爆，形成爆炸成型弹丸并可准确摧毁远处的装甲目标。战斗部的设计突出了轻型化、模块化和通用化的特点。(3)开辟雷场通道的新型弹药该系统一般由火箭、网绳、以及置于网绳结点上的聚能装药子弹药组成，机动时载于拖车上由主车牵引，当靠近雷场边缘时，即进入发射模式状态，这时，操作员根据风力和其他技术参数发射管升至所需要的角度，紧接着启动发射装置，火箭发动机牵引爆破网实施展开，最后网络爆破网引爆聚能装药子弹药，从而使地雷引爆或失效，形成雷场通道。(4)在工程爆破、矿山开采和石油工业方面的应用在石油工业方面，广泛采用聚能装药石油穿孔弹，在井壁和岩石上穿孔，使石油沿着穿孔的孔道流出
13、。聚能装药可以用来引爆装入土层很深的未爆炸弹。线性聚能装药在工程爆破中应用很广泛，例如在野外切割钢板、桥梁等，在水下切割构件，打捞沉船时切割船体等。在矿山开采方面，芬兰和南非近来就研制了一种处理溜井堵塞的爆炸成型弹。 1.3本次设计达到的目的传统的岩石爆破只是在岩石的表面附着炸药，但是爆破的效果并不好，而用聚能装药在岩石表面侵彻穿孔，然后二级战斗部可以进入聚能装药射流侵彻生成的孔洞，并在岩石内部爆炸，可以有效快速的清楚障碍。本课题是一个具有鲜明的工程背景的课题。设计的聚能装药要能够在大块度岩石上有效的开孔，为后续的工作提供方便。1.4论文的主要内容第一章是绪论部分，主要介绍此研究的背景意义，提
14、出聚能装药破甲弹的概念，阐述国内外对聚能装药研究的状况，最后介绍本论文的主要研究内容。第二章是聚能装药药型罩的选择。通过对比不同药型罩结构的优缺点，选择适合本课题设计要求的药型罩结构方案。第三章是聚能装药射流形成过程的理论分析。通过定常和不定常两种方法对聚能装药进行了理论分析。第四章是聚能装药的理论模型计算包括射流的参数分析计算、侵彻参数的计算和分析。计算工具主要是matlab软件。第五章结束语。总结本文主要成果和结论。提出需要进一步研究的问题。2聚能装药药型罩结构形状的选择2.1聚能装药射流的成形原理对聚能现象的解释：炸药爆炸后,其爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的(如
15、下图2.1(a)所示)。因此，带凹槽装药在引爆后，在凹槽轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都很高的爆炸产物流(如下图2.1(b)所示)，在一定范围内使炸药爆炸释放出来的化学能集中起来，即出现了聚能效应。当然，汇聚后的爆炸产物流由于内部高压的膨胀作用，随后又会飞散开来。图2.1爆轰产物的分散方向装药从底部引爆后，爆轰波不断向前传播，爆轰的压力冲量使药型罩近似地沿法线方向依次向轴线塑性流动，其压垮速度可达1000-3000米/秒。药型罩随之依次在轴线上闭合。从X光照片可以看到，闭合后，前面一部分金属物质具有很高的轴向速度(头部速度高达8000-10000米/秒)、成细长杆状，称为金属流或射流。后面一部分金属物质速度较低(一般在500-1000米/秒)、直径较粗，称为杵体。射流直径一般只有几毫米，温度在900-1000°C左右，但尚未达到铜的熔点(1083°C)，因此，射流并不是熔化状态的流体。 药型罩是形成射流的主要零件，目前常应用的药型罩有：锥
