用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药及制备方法，该球形装药包括使用保鲜膜制作的球状的壳体，壳体内设有主装药，壳体上延伸有圆柱形开口，在开口内设有与主装药连接的导爆索，导爆索与主装药之间设有传爆药，在圆柱形开口上套有热缩管。本发明专利技术的用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药，具有爆轰完全、药量精度高、装药的材料力学性能强等特点，能满足离心机水下爆炸试验特定的药量精度和力学环境要求；本发明专利技术的用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药的制作方法，通过将球形装药分为两个半球装药并通过虫胶漆粘接成球状，制备精度高。

【技术实现步骤摘要】
用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药及制作方法
本专利技术涉及一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药及制作方法，属于爆破领域。
技术介绍
战时大型水坝一旦受到爆炸破坏，以及进而导致多个水利工程发生连溃，将造成巨大的人员伤亡和经济损失。因此，研究大坝工程的抗爆安全问题对最大限度降低损失，以及进行大坝建设的安全性评估具有十分重要理论指导意义。由于经费和场地受限，难以通过原型爆炸试验研究得到爆炸荷载作用下大型坝体毁伤的机理；传统结构模型实验也难以真实揭示爆炸原型的力学行为和破坏过程。土工离心机通过高速旋转增加模型重力，使模型介质体产生与原型相近的自重力，模型的变形及破坏机制与原型相似，从而可模拟复杂的岩土工程及动力学问题。根据相似律，在原型和模型一样的前提下，假定爆炸过程中化学能转化为其它类型能量的比例相同，可得出炸药质量、能量相似的关系为1/N3。即在100倍重力加速度下，模型尺寸较原型缩小100倍，模型中1克药量的炸药爆炸相当于原型中1吨药量的炸药爆炸作用。因此，离心机水下爆炸试验所用的炸药量极小，且由于相似比例的关系，在离心模型试验中药量的微小误差和炸药爆轰是否完全，其爆炸参数误差都将扩大106倍，故离心机爆炸试验对炸药药量和爆轰性能具有很高的精度要求。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药及制作方法，球形装药具有药量小，精度高、爆轰可靠、力学性能好的优点。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药，包括使用保鲜膜制作的球状的壳体，壳体内设有主装药，壳体上延伸有圆柱形开口，在开口内设有与主装药连接的导爆索，导爆索与主装药之间设有传爆药，在圆柱形开口上套有热缩管。作为优选，所述传爆药为太安炸药，主装药为8701炸药，传爆药与主装药质量之比为1:9。以太安炸药为传爆药，利用该炸药敏感的高、威力强的特点，使球形装药在一定的起爆输出能下能够迅速达到稳定爆轰；以8701炸药为主装药，既具有猛炸药的威力，又具有良好的成型性能，有利于压装制备球形装药。作为优选，为保证装药具有一定的可塑性，切起爆后能够迅速达到稳定爆轰，所述微量球形装药的装药密度为1.67～1.78g/cm3。作为优选，主装药包含两个半球形装药，在一个半球形装药中设有用于放置导爆索的通孔，两个半球形装药通过虫胶漆粘接成球状。一种上述的用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药的制作方法，包括以下步骤：(1)按装药规格分别制作两个相同的半球形模具，其中一个模具中预留有实心圆柱的为压药模具；(2)固定模具，第一次装填散装药，选用小型冲头对散装药进行压实，成型压力为14～16MPa，保压时间5～6s；(3)向模具中第二次装填散装药，选用大型冲头对散装药进行压实，成型压力30～35MPa，保压时间15～16s；(4)将模具之外的成型装药打磨消除，形成下半球装药，使成型装药符合设计规格；(5)选用压药模具，选用压药模具，重复步骤(2)～(3)，将模具之外的成型装药打磨消除，形成上半球装药，上半球装药中心有通孔；(6)在压装好的上半球装药和下半球装药平面位置涂上虫胶漆后，将两个半球粘结在一起形成球形装药；(7)导爆索接入球形装药的通孔后使用塑料保鲜膜包覆，套入热缩管后并热缩牢固，通过保鲜膜和热缩管使导爆索与药球可靠连接。作为优选，所述步骤(6)中虫胶漆搅拌均匀后用羊毛刷涂刷在上半球装药和下半球装药的平面位置2～3次，晾放2～3分钟后，即可粘合炸药，粘接时的环境温度为5～28℃，粘合后自然烘干3h后再使用。作为优选，所述步骤(7)中保鲜膜材质为聚乙烯或聚偏二氯乙烯，厚度为0.12mm的透明材料，抗拉强度12MPa，可承受最高环境温度120℃，在球形装药上包覆2～3层。在本专利技术中，8701炸药：外观为白色圆柱状结晶体，理论装药密度1.71g/cm3，爆速8800m/s，爆压为33.6GPa，爆热1421kJ/kg；太安炸药：外观为白色结晶粉末，理论装药密度1.74g/cm3，爆速8600m/s，爆压为34GPa，爆热6280kJ/kg，做功能力523cm，威力相当于TNT当量145％。为保证球形装药的爆炸性能和力学性能，对炸药的选用上应充分考虑炸药的感度、威力和成型性能。选用8701炸药和太安炸药作为球形装药的主要构成，装药量的规格分别为1g、2g和3g，8701炸药和太安炸药以90/10的比例配比。在本专利技术中，该微量球形装药使用半球形压药模具通过压装形成半球形装药，再利用虫胶漆粘接形成球形装药。该微量球形装药的装药密度为1.67～1.78g/cm3。其装药半径分别为5.33mm、6.676mm和7.626mm；装药由压装而成的两个上下半球形装药通过虫胶漆粘接而成，在上半球预留Φ2.6mm通孔，用于设置起爆装置。装药由8701炸药压装形成，在通孔处添加太安炸药，利用太安炸药的敏感性和高爆能，使微量球形装药更容易起爆，达到起爆可靠完全的目的。在本专利技术压装工艺：装药过程采用分步压装工艺，通过每次添加少剂量(mg级)散装药剂，随装随压，按“装—压—装—压”的模式交替连续完成药剂装填。分步压装工艺周边密度主要靠螺杆挤压作用形成，装药密度达到1.6g/cm3以上。其原理是，在冲压头附近形成薄层密实区，冲头下面的散装药被压实，冲头也随装药面的升高而自动上移，直至装药为半球状。该装药工艺具有装药密度分布均匀、装药质量高等特点。在专利技术中，热塑管选材：热收缩套管的成分选用一种特制的聚烯烃(EVA)材料。该材料热缩性能好、缩小比例大，可通过热风机、热收缩机使温度升至70～90℃的条件发生收缩。选用Φ6mm规格的热缩管，收缩前内径为6.5mm、壁厚0.3mm，加热收缩后内径<3mm、壁厚0.56mm。通过该规格热缩管将Φ2mm的导爆索与包覆球形装药的保鲜膜通过热缩套管固定。有益效果：本专利技术的用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药，具有爆轰完全、药量精度高、装药的材料力学性能强等特点，能满足离心机水下爆炸试验特定的药量精度和力学环境要求；本专利技术的用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药的制作方法，通过将球形装药分为两个半球装药并通过虫胶漆粘接成球状，制备精度高。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，该微量球形装药主要成分为太安炸药和8701炸药，使用半球形压药模具通过压装形成半球形装药，再利用虫胶漆粘接形成球形装药。该微量球形装药的装药密度为1.6g/cm3，装药量为1g，装药半径分别为5.33mm；装药形状为球形装药，由压装而成的两个上下半球形装药通过虫胶漆粘接而成，在上半球预留Φ2.6mm通孔，供起爆装置起爆炸药；装药主要由8701炸药压装形成，在通孔处添加适量太安炸药，使起爆可靠完全；装药一般采用细径导爆索1起爆，导爆索1接入药球后使用保鲜膜5包覆，在导爆索1与主装药4之间添加适量的传爆药3，套入热缩管2后并热缩牢固。一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药的制作方法，包括以下步骤：(1)按装药规格分别制作两个半径为5.33mm的半球形模具，其中一个模具中预留有Φ2.6mm实心圆柱的为压药模具；(2)固定模具，第一次装填散装8701炸药本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药，其特征在于：包括使用保鲜膜制作的球状的壳体，壳体内设有主装药，壳体上延伸有圆柱形开口，在开口内设有与主装药连接的导爆索，导爆索与主装药之间设有传爆药，在圆柱形开口上套有热缩管。

【技术特征摘要】
1.一种用于离心机水下爆炸试验的微量球形装药的制作方法，该微量球形装药包括使用保鲜膜制作的球状的壳体，壳体内设有主装药，壳体上延伸有圆柱形开口，在开口内设有与主装药连接的导爆索，导爆索与主装药之间设有传爆药，在圆柱形开口上套有热缩管，其特征在于，包括以下步骤：(1)按装药规格分别制作两个相同的半球形模具，其中一个模具中预留有实心圆柱的为压药模具；(2)固定模具，第一次装填散装药，选用小型冲头对散装药进行压实，成型压力为14～16MPa，保压时间5～6s；(3)向模具中第二次装填散装药，选用大型冲头对散装药进行压实，成型压力30～35MPa，保压时间15～16s；(4)将模具之外的成型装药打磨消除，形成下半球装药，使成型装药符合设计规格；(5)选用压药模具，重复步骤(2)～(3)，将模具之外的成型装药打磨消除，形成上半球装药，上半球装药中心有通孔；(6)在压装好的上半球装药和下半球装药平面位置涂上虫胶漆后，将两个半球粘结在一起形成球形装药；(7)导爆索接入球形装药的通孔后使用塑料保鲜膜包覆，套入热缩管后并热缩牢固，通过保鲜膜和热缩管使导爆索与药球可靠连接。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋歌，梁向前，龙源，钟明寿，吴建宇，张雪东，周辉，胡晶，李兴华，刘建锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32