本文对工业飞片雷管的结构进行分析,设计了一种使用新型飞片激发装置的飞片雷管。采用密闭爆发器研究了不同激发药的燃烧特性。通过数学模型研究了飞片材料、直径和厚度对飞片速度、冲击压力和脉冲能量的影响规律。采用铅板实验,研究不同情况下的雷管的爆轰性能,对加速膛的高度和底部装药结构进行优化设计。最后通过LS-DYNA软件对飞片冲击起爆炸药的过程进行了数值模拟研究。主要研究成果如下:(1)PETN的燃烧速度快于RDX,但产生的峰值压力略低于RDX。随着KC104含量的增加,造粒RDX的燃烧速率和峰值压力都呈现先增加后减小的趋势,当KC1o4的质量分数为30%时,造粒RDX的燃烧时间较短,峰值压力达到最大。(2)影响飞片速度的主要因素包括激发药的装药条件(质量、高度)和爆速及飞片的材料、直径及厚度。飞片的极限速度与激发药质量成正比,与飞片质量成反比,而且直径对飞片速度的影响大于厚度。(3)飞片厚度和直径增加使飞片撞击炸药所产生的冲击波压力降低,不同材料飞片的冲击压力曲线会在不同的直径和厚度下出现相交。飞片直径对冲击波脉冲时间基本无影响,厚度增加使脉冲时间明显增大。飞片撞击炸药所产生的脉冲能量与飞片直径成反比,与飞片厚度成正比。(4)当飞片厚度为0.2 mm,直径2.5 mm时,铝和钛飞片在加速膛高度为3.3 mm的情况下能够可靠起爆的最大中间装药密度均为1.42 g/cm3;不锈钢和铜飞片在加速膛高度2.8mm时,可靠起爆的最大中间装药密度分别为1.52g/cm3和为1.49g/cm3。飞片直径对于加速膛的高度没有太大影响。飞片厚度增加使飞片的加速膛高度会减小,但飞片的起爆能力基本不变。(5)雷管底部中间装药有合适的装药高度和密度,装药高度过低或者密度过大都会导致雷管发生半爆。对于铜飞片,中间装药高度不应低于2mm,密度范围在0.86-1.49 g/cm3内,雷管发生爆轰。(6)中间装药在飞片冲击作用下出现"强爆轰"现象,管壳约束产生的反射波在中间装药的中心处发生碰撞,产生持续时间很短的高压区而且压力衰减迅速。输出装药在中间装药的作用下发生爆轰,产生的球面爆轰波在管壳底部中心和边缘的反射时间不同,输出装药中心轴线上不同时刻出现反射波碰撞并产生高压区。