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磁流体动力爆炸加载技术(简称磁爆加载技术)是高效毁伤领域未来发展的一种新概念技术。它创新性地采用了爆轰到强磁场过程易于控制的磁场聚焦方法,利用爆磁压缩发生器供能强磁体,产生脉冲磁动力,进而加载磁场内部的作用介质直接形成毁伤元或对传统爆炸形成的毁伤元进行加速。该技术利用了非毁伤元驱动方向的炸药能量,将其转化为电磁能,可提高装药的能量利用率,同时,理论上只要能量足够,磁动力几乎没有上限,可超过传统炸药爆炸的驱动力幅值,这将显著提升毁伤元的打击效能。未来,该技术的成果在攻坚弹药、反装甲弹药、反导弹药等多种类型的高效毁伤弹药中有着广阔的应用前景。当前进行该技术的机理研究,对于未来进行新概念高效毁伤元的技术开发,具有重要的理论价值和指导意义。本文研究的内容主要包括:(1)磁爆加载过程的理论模型研究在各物理场分别作用的假设下,将磁爆加载过程离散为实际同时作用的“电路”、“磁场”和“力场”三个物理场。顺序利用等效电路模型、磁场计算模型和磁动力加载模型,从而建立了描述该过程的“电-磁-力”多物理场顺序耦合理论模型。(2)爆磁压缩发生器与强磁体的耦合研究基于(1)中的理论模型,研究了爆磁压缩发生器与强磁体的匹配关系,以及在爆磁压缩发生器驱动下,不同结构强磁体的磁场分布特性,还按照作用介质形成毁伤元的要求,进行了强磁体的结构优化。(3)强磁体对介质的加载成形研究在分析介质成形的影响因素基础上,按照理论模型,结合数值方法,获得了以脉冲电容器为能源时多层并联型强磁体加载介质成形的初步规律,还进行了介质成形的效率分析。这为后续开展磁爆加载过程的系统仿真和相关试验研究提供了指导。(4)磁爆加载过程的系统仿真研究利用编制的电路参数计算程序,以及Maxwell和AUTODYN软件,分析了爆磁压缩发生器的装药和固有磁通损耗系数对其性能的影响,并优化了初始输入电流,最终预测了爆磁压缩发生器实爆加载时,不同结构介质的成形特点和规律。这为实弹试验研究提供了结果估计和设计指导。(5)磁爆加载的相关试验研究分别进行了磁爆加载的原理和模拟试验研究,以及在爆磁压缩发生器实爆加载时的实弹试验研究。原理试验主要验证了技术概念,确定可行性,并认识可能出现的宏观现象。模拟试验主要分析了在不同作用磁场条件下,两种材料和结构介质的冲击变形特性,为实弹试验进行基础条件准备。实弹试验首先进行了量测系统的标定,各关键元件的工艺设计及加工,然后进行了磁爆加载介质成形的实弹试验,最终系统验证了理论和仿真模型。