Page 13 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 李 强，等： 含缺陷装药高过载安定性的表征和评估 第 10 期

为分析装药的缺陷直径与反应临界压力之 Defect diameter/mm
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间的关系，提炼表 3 中数据绘制图 9，其中粗实 10 Area of experimental data of combustion reaction 12
线表示由模型计算出的燃烧、爆燃反应的临界 0.8 Calculated critical pressure for combustion reaction 1.7
压力。随着装药缺陷直径由 0 mm 增加到 12 mm， 0.7 1.6
燃烧反应临界压力由 0.71 GPa 向 0.26 GPa 递 0.6 1.5
减。当装药的缺陷直径达到 10 mm 时，出现爆 Critical pressure for combustion reaction/GPa 0.5 1.4 Critical pressure for combustion reaction/GPa
燃反应临界压力，为 1.56 GPa。随着缺陷直径增 0.4 1.3
加 ， 爆 燃 反 应 临 界 压 力 递 减 ， 在 缺 陷 直 径 为 0.3 1.2
12 mm 时减为 1.25 GPa。图中阴影区域为过载 0.2 Calculated critical pressure for deflagration reaction
Area of experimental data of deflagration reaction
压力的实验数据的置信范围。其中，置信范围的 0.1 0 2 4 6 8 10 12 1.1
上限代表实验测得装药发生反应的最小冲击过 Defect diameter/mm
载压力，下限代表实验测得装药未发生反应的最 图 9 装药缺陷直径与反应临界压力关系图
大冲击过载压力。由图 9 可看出，模型计算所得 Fig. 9 Relationship between defect diameter of charge and
反应临界压力均处于实验数据的置信范围内，模 critical reaction pressure
型的可靠性被验证。

4 结 论

本文突破了同时兼顾高过载压力和宽脉冲的装药加载实验技术，对不同缺陷直径装药的过载安定
性开展了测试，构建了含缺陷装药的过载安定性评估模型。主要成果如下。
(1) 基于高过载和宽脉冲信号的装药加载实验装置，采用爆炸驱动飞片的加载方式，通过合理的波
形调整器整形，能够实现大于 1 GPa 的过载峰值和脉冲宽度大于 100 μs 的高冲量脉冲。
(2) 随着缺陷的直径增加，加载响应的反应等级显著升高。随着飞片厚度增加，飞片被加载的速度
大幅降低，导致超压峰值减小，脉冲宽度升高，化学反应等级和程度降低。随着波形调整器厚度增加，装
药表面的脉冲宽度升高，超压峰值均减小，呈现出反应等级下降趋势，说明波形调整器的厚度不仅能够
调控脉冲宽度，而且对脉冲幅值的衰减也产生较大影响。波形调整器材料的结构特性对波形改造的影
响显著。
(3) 基于聚类原理，引入转换因子，创新性提出了含缺陷装药过载安定性评估的唯象模型。随着装
药缺陷直径由 0 mm 增加到 12 mm，燃烧反应临界压力由 0.71 GPa 向 0.26 GPa 递减。当装药的缺陷直径
达到 10 mm 时，出现爆燃反应临界压力，为 1.56 GPa。随着缺陷直径增加，爆燃反应临界压力递减，在缺
陷直径为 12 mm 时减为 1.25 GPa。
(4) 运用模型预测所得反应临界压力均处于由反应最小过载压力和未反应最大过载压力包围成的
实验数据置信范围内，验证了模型的可靠性，为含缺陷装药的安全服役提供理论和实验数据支撑。

参考文献：
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DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.01.004.
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