爆破器材

复合固体推进剂交联弹性体凝胶化的理论计算

2025年10月13 00:00

为解决复合固体推进剂交联弹性体凝胶化预估难的问题,基于唐敖庆凝胶化理论,确定了双组分或多组分凝胶化反应的临界反应程度和最大反应程度。在此基础上,绘制凝胶化反应区域图,不仅可以判断2种单体的用量是否合理,而且可以反推交联弹性体发生凝胶化时2种反应单体的配比范围,判断不同配比下能够发生凝胶化反应的上限和下限。通过凝胶化试验,证明了理论计算方法的准确性较高。可以为推进剂配方设计提供理论指导,从而减少试验次数,缩短推进剂配方研制周期,降低成本。

基于多粒子有限元法的PBX致密化行为的数值模拟研究

2025年10月13 00:00

为探究高聚物黏结炸药(PBX)压制成型的致密化机理,在颗粒尺度模拟压制过程中,采用多粒子有限元法(MPFEM)分析松装密度、温度及粒径差异对PBX微观力学行为的影响。结果表明:低松装密度体系中,颗粒滑移剧烈,易形成阻碍颗粒运动的力链屏障,应力集中严重且平均应力升高;高温降低体系的总应变能,增大等效塑性、弹性和热应变,同时缓解应力集中;粒径差异体系中,小颗粒滑移程度与应力变形显著高于大颗粒,大颗粒接触形成力链屏障并产生抗变形保护区。MPFEM可有效捕捉颗粒的运动与变形特性,为优化PBX压制工艺提供理论依据。

一种P(GAP-ab-THF)交替嵌段含能共聚醚的合成及性能研究

2025年10月13 00:00

为了研究聚叠氮缩水甘油醚(GAP)在固体推进剂中的应用,利用四氢呋喃(THF)柔性较好的特点,以GAP预聚物为原料,与端对甲苯磺酸酯基-1,4-丁二醇(BDO-OTs)通过亲核取代反应合成了一种具有交替序列的P(GAP-ab-THF)嵌段共聚醚。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)证实了GAP链段和THF链段交替排列,形成了不含传统扩链剂的新型交替嵌段分子结构。测定P(GAP-ab-THF)的玻璃化转变温度tg为-59.9 °C,较GAP(tg=-45.0 °C)显著降低,表明THF单元的引入增加了分子链的柔顺性。通过差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了P(GAP-ab-THF)的热分解性能。结果表明,P(GAP-ab-THF)的热分解峰温为253.5 °C,具有优良的热稳定性。

井下矿混装乳化炸药的工艺优化及应用

2025年10月13 00:00

为解决井下矿乳胶基质远距离配送、长期储存后出现的析晶问题,依托刚果民主共和国民爆产能项目现有实验设施,在原有井下矿一体化复合油相材料的基础上,外加不同的高分子乳化剂改良复合油相,并在水相中添加硝酸钠以降低析晶点。对比分析了优化前、后乳胶基质的黏度指标、储存性能、远程配送抗颠簸性能、常温敏化及爆炸性能,并且在刚果民主共和国某地下铜矿开采中对新生产的乳胶基质进行了试应用。结果表明:在一体化复合油相的基础上外加高分子乳化剂,同时在水相溶液中添加硝酸钠,有利于提升乳胶基质的自然储存性能和抗颠簸性能;在相同水相成分和配比条件下,外加乳化剂KE3013B和乳化剂BEF制备的乳胶基质的自然储存性能和抗颠簸性能差别不大, 但均优于乳化剂CR30N制备的乳胶基质;制备的几种乳胶基质在30〜60 min内均可实现常温敏化;外加KE3013B和BEF制备的乳化炸药的爆炸性能优于外加CR30N制备的乳化炸药;新制备乳胶基质的巷道装药爆破平均有效进尺率达到87.5%。

粉状乳化炸药在生产线输送中的摩擦升温研究

2025年10月13 00:00

为了确保粉状乳化炸药在生产线输送中的安全性,量化了粉状乳化炸药与输送设备间的摩擦温度变化。在环境温度为15、 25 °C和30 °C的粉状乳化炸药生产线中,对风送系统设备、热料螺旋处进行了温度测试,探究在不同运行时间和环境温度下,粉状乳化炸药与设备摩擦作用导致的温度升高现象;并构建了一个小型螺旋机,以测试不同螺旋转速下管壁的温度变化。研究发现:随着运行时间的增加,风送系统设备表面的温度呈现先增大、后降低的趋势;随着环境温度的升高,设备表面的最高温度、最高升温与升温速率均增加;同时,热料螺旋处的炸药在运行过程中也表现出类似的温度变化规律;螺旋机管壁温度随螺旋转速的提高先增大、后趋于稳定。通过量化输送过程中粉状乳化炸药与设备摩擦的温度变化,能够更精确地在安全的温度范围内制备和输送粉状乳化炸药,降低意外事故风险。

复合添加剂对铵油炸药耐热性能的影响

2025年10月13 00:00

为提升铵油炸药的耐热性能,将尿素分别与乙酸铵、硫酸钾、乙酰胺按照质量比1〖JX-*9。1〗1的比例混合制成复合添加剂a、b和c,并按质量分数89.5%多孔粒状硝酸铵、5.7%柴油和4.8%复合添加剂的比例混合制得3种耐热型铵油炸药。通过TGDTG实验、烘箱耐热性实验和爆速实验研究了3种复合添加剂对铵油炸药热稳定性和爆炸性能的影响。结果表明:普通铵油炸药爆速为2 813 m/s;含复合添加剂a、 b、 c的铵油炸药的爆速分别为2 791、 2 897、 1 996 m/s。其中,含复合添加剂c的铵油炸药的爆速最低。普通铵油炸药的活化能为164.95 kJ/mol,含复合添加剂a的铵油炸药的活化能为193.02 kJ/mol,相比于普通铵油炸药活化能提升最大。在240 °C高温环境中,所制备的3种耐热型铵油炸药放热峰出现的时间相比于普通铵油炸药分别延后约1.39、 2.08、 2.78 h。可为耐热型铵油炸药配方的设计提供依据。

水介质不耦合爆破载荷作用下隧道围岩的损伤范围计算方法及裂隙损伤分形研究

2025年10月13 00:00

为了研究水介质不耦合爆破载荷作用下隧道围岩的损伤裂隙范围,基于弹性波动理论、摩尔-库仑强度理论和断裂力学原理,在考虑环向应力的影响下,提出了粉碎区、裂隙I区、裂隙II区围岩损伤范围的计算方法。并通过LS-DYNA软件模拟,验证了水介质不耦合爆破载荷下单孔围岩的损伤范围计算公式的可靠性。结合分形维数理论,探究了不同不耦合系数情况下,砂岩在水介质条件下的单孔爆破损伤规律。结果表明:粉碎区半径为373 mm,位于模拟结果300〜400 mm范围内;裂隙I区半径为490 mm,位于模拟结果470〜500 mm范围内;裂隙II区半径为1 597 mm,略大于模拟结果。与已有计算方法相比,该计算方法精确性较高,误差控制在10%以内。随着水介质不耦合系数的增大,围岩在水介质不耦合装药条件下的损伤范围会逐渐减小,减小幅度为15%〜 90%,可以使岩壁得到有效保护。水介质面的增大会提高爆轰波作用于孔壁的冲击波峰值压力,提高炸药作用于围岩的能量,并使围岩破碎程度提升,产生较多的主裂纹与次生裂纹,破碎程度增长率分别为0.03%、0.10%、12.68%、44.00%。

节理特征对岩体爆破裂纹扩展的影响

费鸿禄,杨鹏亮,郭纪委,胡刚,丁炆 — 2025年10月13 00:00

通过数值模拟,研究了节理的数量、宽度、位置和角度等特征对岩体爆破裂纹扩展的影响规律。采用RHT模型,构建了双孔爆破数值模型,分析了不同节理条件下爆炸应力波和爆生气体的传播特性及对裂纹扩展的作用。结果表明:当与炮孔连心线平行位置设置1层水平节理时,节理中部区域先后受到爆炸应力波和爆生气体的叠加作用,损伤和破裂显著增大;且节理宽度的增加对爆炸应力波和爆生气体传播的阻滞作用更明显。节理宽度从1 cm增加到15 cm时,端部裂纹长度从108.6 cm减至49.7 cm,表明节理宽度的增加可导致爆生气体聚集程度降低,阻碍了端部裂纹的扩展。节理角度为30°时,两炮孔间爆生裂纹连通效果最差;节理角度为45°或60°时,连通效果显著。而节理宽度的增加则减弱了这种连通效果,表明节理角度和节理宽度对裂纹连通性的影响趋势相反。利用桂林鲁山水泥厂矿山工程实例验证了模拟结果的合理性。可为提高岩体工程的爆破能量利用效率、破岩效果及安全性提供参考。