橢圓形封頭爆炸的基本概念和理論
2016年03月04日
滄州五森管道有限公司
爆炸載荷是結構設計和分析的重要基礎,爆炸載荷的準確描述直接影響橢圓形封頭結構響應的分析精度。因此, 準確地認識爆炸載荷的原理和描述方法對研究橢圓形封頭結構的動力學響應至關重要[30]。此外,了解爆轟過程的物理本質,掌握炸藥爆轟過程的規律性及爆轟參數的理論計算方法,具有重要的實際意義。
爆轟波 是在裝藥內部傳播的一種穩定的強沖擊波。橢圓形封頭爆轟過程是爆轟波沿爆炸物質逐層傳播的過程。爆炸物質因受到爆轟波的強烈沖擊作用而瞬間發生高速化學反應,形成高溫高壓的爆轟產物并釋放出大量的化學反應熟,這為爆轟波對下層爆炸物質進行強烈壓縮提供了能量。因此,爆轟波可以穩定地傳播下去而不發生衰減。可見,爆轟波是一個帶有高速化學反應區的強沖擊波。前沿的沖擊波波陣面與緊跟其后的高速化學反應區構成了整個爆轟波的波陣面,稱為爆轟波面,橢圓形封頭如圖2-1所示。
可以將爆轟波面劃分為三個控制面,一個在前沿沖擊波陣面之前,橢圓形封頭該處的爆炸物質點尚未受到擾動,另一個緊靠在前沿沖擊波陣面之后,這里的爆炸物質己受到壓縮但未開始進行化學反應,第三個控制面內化學反應已經結束,爆炸物質己全部轉變為爆轟產物。爆轟波速度簡稱爆速。上述三個控制面分別以O-O, Z-Z, B-B斷面表示,橢圓形封頭各控制面上的物理量分別以0,Z,H為下標。如圖2-1所示。uo,uz,UH分別表示原始爆炸物不同狀態下的質點速度,橢圓形封頭通常默認uo-0。po,To, po; p:,Tz,pZ及pH,TH,pH分別表示相應斷面處介質的壓力、溫度、密度;ez,eo,ez表示相應狀態的比內能。
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