[發明專利]板材安全分離方法及裝藥結構

在審

• 申請號: 201810796847.3
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108871124A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 張書平;王志富;王猛;馬劉博
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F42D3/00
• 分類號: F42D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及板材安全分離方法及裝藥結構，利用理論推導減少板材分離過程中的主要控制參數，包括板材，炸藥，雷管，緩沖層，間隔層,刻槽,其特征在于：板材中心處有圓孔，板材中心軸線兩側劃有刻槽，圓孔內放有緩沖層，緩沖層內放有炸藥，炸藥之間存在由塑料套管包覆導爆管構成的間隔層，炸藥由雷管起爆。本發明可使板材恰好安全分離而無多余動力，有可靠的理論推導，實驗過程簡潔，所需實驗數量少。

技術領域

本發明涉及爆炸加工領域，具體是板材安全分離方法及裝藥結構。

背景技術

航空發動機非包容事故會導致機毀人亡的嚴重空難。高速高能的危險碎片穿透機匣飛出，會擊傷飛機的機艙、油箱、液壓管路和電器控制線路等，嚴重危及飛行安全，因此進行航空發動機機匣包容性研究具有重要意義。機匣包容試驗是驗證機匣對折斷后飛出的葉片包容能力的試驗，在進行機匣包容試驗時要求葉片在特定位置和轉速下斷裂，且無過多的剩余速度和破片飛濺。現決定用爆炸的方法達到葉片分離且不給葉片提供多余動力的目的，為機匣包容性試驗提供進一步思路。

發明內容

本發明的目的是提供板材安全分離方法及裝藥結構，利用理論推導減少板材分離過程中的主要控制參數，能夠簡化實驗過程，減少實驗數量；可使板材恰好安全分離而無多余動力。可作為爆炸安全分離板材的一種操作手段，為此類爆炸分離結構的進一步優化提供了理論基礎，為機匣包容性試驗提供進一步思路。

本發明采用的技術方案是：板材安全分離方法及裝藥結構，包括板材，炸藥，雷管，空氣間隔，緩沖層，塑料套管，刻槽，其特征在于：所述板材中心處打有圓孔，所述板材中心軸線兩側劃有刻槽，所述圓孔內放有緩沖層，所述緩沖層內放有炸藥，所述炸藥為不耦合裝藥結構，所述不耦合裝藥結構為炸藥直徑小于炮孔直徑，炸藥與炮孔壁之間留有間隙的裝藥結構，所述炸藥為間隔裝藥結構，所述間隔裝藥結構為炸藥之間存在間隔的裝藥結構，所述炸藥之間有間隔層，所述間隔層由塑料套管包覆導爆管構成，所述炸藥由雷管起爆。

作為優選，本發明提供的板材安全分離方法及裝藥結構，利用理論推導減少板材分離過程中的主要控制參數，簡化了實驗過程，減少了實驗數量。

其理論推導為：

爆炸過程中板材斷裂的主要控制參數：炸藥參數：裝藥量Q：可由裝藥直徑φ換算、裝藥密度ρ_e、單位質量炸藥的化學能E_e、爆炸產物膨脹指數γ_e、裝藥長度l，線裝藥密度q_l；板材參數：最小壁厚d、密度ρ、彈性常數E、泊松比μ、破壞強度S；緩沖層參數：厚度δ、密度ρ_b、狀態方程壓力參數B_b、絕熱指數γ_b。

不耦合裝藥時要將板材分離而無多余動力，此時的判定條件是速度V＝0，可寫出關系式為：

V＝f(q_l,ρ_e,E_e,γ_e；ρ,E,μ,S,d；ρ_b,B_b,γ_b,δ) (1)

選取ρ_e,E_e,d作為基本量，得到無量綱函數關系：

(4)式可以簡化為：

或

將(3)式代入(5)式可得：

此時板材分離過程中的主要控制參數僅保留了炸藥裝藥直徑φ，板材最小壁厚d，緩沖層厚度δ，按每影響因子5水平，將所需實驗次數由5¹³次減少為5³次。