爆炸式电磁感应脉冲发生器

贲驰 何勇 潘绪超 何源 凌琦

贲驰, 何勇, 潘绪超, 何源, 凌琦. 爆炸式电磁感应脉冲发生器[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(1): 43-49. doi: 10.11883/1001-1455(2016)01-0043-07
引用本文: 贲驰, 何勇, 潘绪超, 何源, 凌琦. 爆炸式电磁感应脉冲发生器[J]. 爆炸与冲击, 2016, 36(1): 43-49. doi: 10.11883/1001-1455(2016)01-0043-07
Ben Chi, He Yong, Pan Xuchao, He Yuan, Ling Qi. Explosion-driven electromagnetic induction pulse generator[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(1): 43-49. doi: 10.11883/1001-1455(2016)01-0043-07
Citation: Ben Chi, He Yong, Pan Xuchao, He Yuan, Ling Qi. Explosion-driven electromagnetic induction pulse generator[J]. Explosion And Shock Waves, 2016, 36(1): 43-49. doi: 10.11883/1001-1455(2016)01-0043-07

爆炸式电磁感应脉冲发生器

doi: 10.11883/1001-1455(2016)01-0043-07
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11502118

江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 KYLX_0401

详细信息
    作者简介:

    贲驰(1990—),男,博士研究生

    通讯作者:

    何勇, yhe1964@mail.njust.edu.cn

  • 中图分类号: O382.3

Explosion-driven electromagnetic induction pulse generator

  • 摘要: 为了探索脉冲发生器新的技术方法,在传统脉冲发生器的基础上,提出了一种依靠爆炸驱动的电磁感应脉冲发生器。介绍了发生器的工作过程,对发生器中炸药的爆炸和冲击过程进行了计算和数值模拟,建立了带有初始电压和初始静磁场的发生器的工作电路模型,得出了感应电压的计算方法。设计了一种通过永磁体提供初始静磁场的脉冲发生器,并分别对装有两种不同炸药的发生器进行了实验。实验表明:爆速较高的炸药驱动发生器可产生峰值更高的电压脉冲。实验结果偏低于计算结果,原因是理论计算中简化了磁芯磁场和冲击波速度。
  • 图  1  发生器原理图

    Figure  1.  Schematic of generator

    图  2  建模结构图

    Figure  2.  Schematic of modeling

    图  3  发生器工作电路图

    Figure  3.  Working circuit of generator

    图  4  实验照片

    Figure  4.  Photograph of experiment

    图  5  发生器及实验装置结构示意图

    Figure  5.  Schematic of generator and experiment system

    图  6  钕铁硼轴线上的磁感应强度曲线

    Figure  6.  Magnetic flux density curveson the axis of Nd2Fe14B

    图  7  铁块截面的磁感应强度曲线

    Figure  7.  Magnetic flux density curveson the surface of iron

    图  8  实验测得的电压波形

    Figure  8.  Voltage curves of generator

    表  1  炸药与冲击波参数

    Table  1.   Parameters of explosive and shock wave

    炸药 ρ0/(g·cm-3) γ D/(km·s-1) pH/GPa um/(km·s-1) Dm /(km·s-1) pm/GPa
    TNT 1.54 2.83 6.831 18.76 0.906 5.278 29.65
    8701 1.64 2.91 8.245 28.51 1.197 5.760 42.75
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    表  2  炸药为TNT时磁芯内部冲击波参数

    Table  2.   Parameters of shock wave in magnetic core with TNT

    监测点 t/μs um/(km·s-1) pm/GPa Dm /(km·s-1)
    1 3.81 0.803 25.92 5.206
    2 6.34 0.478 23.60 7.963
    3 6.81 0.559 27.77 8.013
    4 7.27 0.550 23.45 6.877
    5 7.74 0.479 16.98 5.718
    6 8.58 0.351 10.55 4.848
    7 3.85 0.692 22.99 5.358
    8 3.94 0.683 23.15 5.467
    9 4.15 0.785 28.06 5.765
    10 4.19 0.802 30.19 6.072
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    表  3  炸药为8701时磁芯内部冲击波参数

    Table  3.   Parameters of shock wave in magnetic core with 8701

    监测点 t/μs um/(km·s-1) pm/GPa Dm /(km·s-1)
    1 3.16 1.263 46.25 5.906
    2 5.48 0.623 31.60 8.181
    3 5.94 0.875 48.47 8.935
    4 6.47 1.037 54.34 8.452
    5 7.01 1.042 48.68 7.535
    6 7.59 0.859 32.88 6.174
    7 3.21 1.265 46.61 5.943
    8 3.28 1.264 47.19 6.022
    9 3.40 1.309 50.46 6.218
    10 3.40 1.413 56.10 6.404
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-01
  • 修回日期:  2014-11-10
  • 刊出日期:  2016-01-25

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