[發明專利]一種基于圓筒-薄片裝置的含鋁炸藥性能獲取方法

有效

• 申請號: 202110129383.2
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112946229B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉彥;王虹富;黃風雷;白帆;李旭;許迎亮
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 竇艷鵬

1.一種基于圓筒-薄片裝置的含鋁炸藥性能獲取方法，其特征在于，所述圓筒-薄片裝置至少包括圓筒及設置在所述圓筒中的、隨爆轟驅動過程軸向運動的金屬薄片，所述方法包括：

步驟S1：利用圓筒-薄片裝置分別對含鋁炸藥、含惰性材料炸藥進行爆炸實驗，獲得所述含鋁炸藥在爆轟驅動過程中圓筒外壁膨脹距離隨時間變化關系、薄片運動距離隨時間的第一變化關系，以及所述含惰性材料炸藥在爆轟驅動過程中薄片運動距離隨時間的第二變化關系；所述含惰性材料炸藥由所述含鋁炸藥中的鋁替換為等質量的惰性材料得到；

步驟S2：基于所述圓筒外壁膨脹距離隨時間變化關系、第一變化關系及第二變化關系，得到含鋁炸藥爆轟產物的狀態方程；

步驟S3：基于所述含鋁炸藥爆轟產物的狀態方程，得到所述含鋁炸藥的爆炸性能；

所述步驟S2包括：

步驟S21：基于所述圓筒外壁膨脹距離隨時間變化關系、第一變化關系及第二變化關系，得到鋁粉反應度隨爆轟產物相對比容變化關系；

所述步驟S21中通過執行以下步驟獲取所述鋁粉反應度隨爆轟產物相對比容的變化關系：

步驟S211：基于所述第一變化關系及第二變化關系及公式(1)，得到每一時刻的鋁粉反應度：

其中，m表示所述薄片的質量，η表示薄片驅動做功效率，Q_Al表示鋁的反應熱，m₁表示所述含鋁炸藥的質量；α表示所述含鋁炸藥中鋁粉的質量分數；v_Al(t)和v_LiF(t)分別表示所述含鋁炸藥、含惰性材料炸藥在爆轟驅動過程中第t時刻的薄片速度，基于所述第一變化關系得到v_Al(t)，基于所述第二變化關系得到v_LiF(t)，λ(t)表示第t時刻的鋁粉反應度；

步驟S212：基于所述圓筒外壁膨脹距離隨時間變化關系，得到每一時刻的爆轟產物相對比容；

步驟S213：基于所述每一時刻的鋁粉反應度及爆轟產物相對比容，得到鋁粉反應度隨爆轟產物相對比容變化關系；

步驟S22：基于所述鋁粉反應度隨爆轟產物相對比容變化關系，得到所述含鋁炸藥爆轟產物的狀態方程；

通過執行以下操作獲取所述含鋁炸藥爆轟產物的狀態方程：

步驟S221：基于所述圓筒外壁膨脹距離隨時間變化關系，得到等熵內能隨爆轟產物相對比容變化關系；

步驟S222：基于所述爆轟產物相對比容的取值，劃分低壓階段和中壓階段；

基于低壓階段的兩組或多組爆轟產物相對比容及對應的鋁粉反應度、等熵內能數據擬合公式(2)，得到公式(2)中的未知參數C、ω：

其中，分別表示當爆轟產物相對比容為v時的鋁粉反應度、等熵內能；

基于中壓階段的兩組或多組爆轟產物相對比容及對應的鋁粉反應度、等熵內能數據擬合公式(3)，得到公式(3)中的未知參數B和R₂：

基于所述含鋁炸藥的爆壓p_J和爆速D_J，聯立公式(4)和(5)，得到公式(4)、(5)中的未知參數A和R₁：

其中，ρ₀是炸藥初始密度；

步驟S223：確定未知參數C、ω、B、R₂、A及R₁后，從而得到所述含鋁炸藥爆轟產物的狀態方程：

2.根據權利要求1所述的基于圓筒-薄片裝置的含鋁炸藥性能獲取方法，其特征在于，所述惰性材料為氟化鋰。

3.根據權利要求1所述的基于圓筒-薄片裝置的含鋁炸藥性能獲取方法，其特征在于，所述圓筒-薄片裝置還包括：依次連接的雷管、炸藥平面波透鏡、觸發探針、傳爆藥柱、藥柱套、圓筒；以及，設置在所述圓筒徑向方向和軸向方向的激光位移干涉儀；

所述圓筒用于放置待實驗的所述含鋁炸藥、含惰性材料炸藥。

4.根據權利要求3所述的基于圓筒-薄片裝置的含鋁炸藥性能獲取方法，其特征在于，所述爆轟驅動過程起始于觸發探針動作、終止于圓筒完全破裂。