聚能罩壁厚对切割深度的影响

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1、聚能罩壁厚对切割深度的影响1引言型罩能提高穿孔深度。但在实际加工中，变壁厚无疑将加大加工难度，影响其加工精度。这里仅在罩顶角60°、炸高为零的条件下，针对5种不同的壁厚分别进行试验、观察，得出最佳壁厚与切割效果(深度)的关系。2背景资料及试验设计试验采用RDX／TNT（50／50），散装，密度为ρ0＝1．0g.cm－3。两种炸药的有关性能参数如表1。　　聚能切割的效果直接和炸药及其装药的类型有关。根据爆轰基本原理和不可压缩流体的有关理论，炸药的爆速越高，它所形成的射流速度也越高。当然，切割效果也就越好。在炸药

2、及其装药不变的情况下，它的切割深度受药型罩的材质、顶角、炸高、药型罩的壁厚、炸药的装药密度、有罩与无罩等多种因素的影响。其中材质、装药密度、有罩与无罩等对切割效果的影响已作过较多研究，而顶角、炸高、壁厚对切割深度影响虽也作过研究，但其结果仍呈现出分散、极不一致的情景，给直接引用带来诸多不便。限于篇幅，本文仅研究聚能罩壁厚对其切割深度的影响［1］。　　文献〔2〕中曾提到了药型罩壁厚对射流性能和威力会产生显著的影响。并且指出：药型罩的最佳壁厚是随着药型罩材料的比重的减小而增加，采用顶部薄、底部厚的变壁厚药 2．1

3、金属罩的材料　　根据聚能装药对药型罩材料密度大、塑性好、且在形成射流过程中不汽化等要求，再考虑到经济因素，选用铁皮作药型罩。2．2靶板材料　　采用厚度为20mm的A3钢（100mm×200mm）。2．3炸药　　表1选用炸药的有关性能参数炸药名称O．B．爆热／kJ.kg－1爆温／K爆轰压／MPa爆容／dm3kg－1.作功能力／cm3临界直径／mm猛度／mmTNT－73．9％4100～45643357730～750167803001016RDX－21．6％5146～63224150900337004801．0～1

4、．524．9　　其中TNT是应用最多的军用单体炸药和工业炸药的敏化剂。一般呈淡黄色鳞片状晶体。TNT热安定性很高，火焰作用于TNT可使其在空气中平稳爆轰，在密闭情况下或大量堆积时燃烧可转化为爆轰。而RDX是应用最广泛的一种高能炸药，为白色粉状结晶。其爆炸威力大、化学稳定性好，但因感度较高不能单独使用。由于RDX具有较高的爆炸能量，TNT具有较低的机械感度和较好的铸装工艺性能，故TNT和RDX的混合物兼有二者的优点。2．4起爆方式　　采用8＃瞬发电雷管直接引爆主装药的起爆方式，尽量在顶部中点起爆，即棱上起爆(区

5、别于端面起爆方式，该方式因端部效应影响，将削弱有效侵彻药型罩的长度)或中心起爆，它有利于侵彻作用对称性，可均匀施压。2．5起爆电源　　起爆电源采用MFB-200型发爆器。2．6药型罩形状　　考虑加工方便，采用面对称轴向聚能药型罩，如图1。外壳用与药型罩本身厚度相同的铁皮。外壳与药罩间进行焊接，紧密固定。药型罩形状为V型，做成的药包外壳呈长方体状，其尺寸为165mm×45mm×60mm。图1切割装药结构示意图2．7炸高　　为方便起见，试验选用零炸高。具体试验装置如图2。为防止药型罩、支架、靶板三者在起爆前产生错

6、位、塌落，采用起爆线进行捆扎，以使其相对固定。图2试验装置图  3试验结果与数据处理　　文献〔2〕中虽提出了罩壁厚变化对切割深度影响的定性描述：采用顶部薄、底部厚的变壁厚药型罩能提高穿孔深度。但实际加工过程中，变壁厚将加大加工难度，影响加工精度。这里仅在罩顶角60°、母线长36mm、炸高为零的前提下，对5种不同壁厚分别进行试验，企图得出最佳壁厚与切割深度的关系。3．1试验结果　　试验参数及结果列于表2，从试验结果可以看出，药型罩的切割深度随罩壁厚增大而增加(本试验中外壳的厚度有变化，但罩的直径未变化)。表2罩

7、壁厚变化对切割深度的影响编号金属罩装药靶板炸高／mm切割深度／mm材料顶角壁厚／mm长度／mm质量／g材料厚度／mm铁皮60°0．6165140A320002030410．210．410．6171819铁皮60°0．8165140A320011．211．411．4202122铁皮60°1．0165140A320011．811．912．1232425铁皮60°1．2165140A320012．512．512．7262730铁皮60°1．4165140A320012．912．813．03．2数据处理　　令罩壁厚δ

8、＝x，切割深度H＝y，则f（δ，H）＝f（x，y），列表3进行计算，其中切割深度取表2中同组试验的平均值。表3计算列表Nxyx2y2xy10．610．40．36108．166．2420．811．30．64127．969．0431．011．91．00141．6111．9041．212．61．44158．7615．1251．412．91．96166．4118．06∑5．059．15．40702．9060