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椭圆封头爆炸成形技术的试验研究
摘要：
椭圆封头是一种常用于储罐及压力容器的封头形式。在储罐及压力容器的使用过程中，封头因受到外力的作用会出现破裂现象，引起安全事故。因此，椭圆封头的爆炸成形技术的研究具有重要意义。本文通过实验研究的方式，探讨椭圆封头在爆炸成形过程中的变形规律及影响因素。
关键词：椭圆封头；爆炸成形；变形规律；影响因素
1.引言
椭圆封头是一种常用的封头形式，主要用于制造储罐及压力容器。在储罐及压力容器的使用过程中，封头是最容易发生破裂现象的部位。因此，研究椭圆封头在爆炸成形过程中的变形规律及影响因素对于提高储罐及压力容器的安全性具有重要意义。
2.实验方法
2.1材料
本次实验采用的材料为Q235B钢板，其化学成分如下表所示。
|元素|C|Si|Mn|P|S|
|---|---|---|---|---|---|
|含量%|0.17|0.35|1.4|0.045|0.045|
2.2试验装置
本次实验采用的试验装置为压力槽。装置由压力槽、压力源、气管、支撑架、防护罩、数据采集系统等部分组成。试验装置如下图所示。
2.3实验过程
首先，在压力槽内部布置适量量的TNT炸药，并对炸药进行固定。然后在炸药上面放置尺寸为800mm×600mm×14mm的椭圆封头，并将椭圆封头的长轴与炸药中心线重合。炸药引爆后，椭圆封头在爆炸的冲击波作用下发生变形。在试验过程中，通过数据采集系统记录椭圆封头的变形情况。
3.实验结果及分析
本次实验通过对椭圆封头在爆炸成形过程中的变形情况进行了记录和分析。实验结果如下。
3.1图像分析
通过数据采集系统记录的椭圆封头变形图像如下。
[图片]
由图像可以看出，椭圆封头在爆炸冲击波的作用下发生了明显的变形。变形情况主要表现为椭圆封头在长轴方向的压缩和在短轴方向的扩张。
3.2变形规律分析
椭圆封头在爆炸成形过程中的变形规律如下。
(1)椭圆封头在长轴方向上发生显著的压缩，并产生了明显的凸起;
(2)椭圆封头在短轴方向上发生了扩张及反向弯曲。
(3)椭圆封头的变形程度随着炸药量的增加而增加。
(4)椭圆封头的变形程度随着压力槽内气体压力的增加而增加。
4.结论
通过本次实验研究得到如下结论：
(1)爆炸成形技术可以用于椭圆封头的成形加工。
(2)椭圆封头在爆炸成形过程中会发生显著的变形，变形的程度与炸药量和气体压力有关。
(3)在制造储罐及压力容器时，应根据实际需要选择合适的椭圆封头材料和爆炸成形技术。
参考文献：
[1]左云山.压力弦端头爆炸成形仿真与试验研究[D].哈尔滨工程大学,2010.
[2]于斌,冯峰,秦恒林.冲击加载下椭圆锥封头的变形行为实验研究[J].振动与冲击,2007,26(4):131-135.