本发明涉及工程爆破，特别涉及一种自适应冲击缓释聚能装药结构。
背景技术：
1、聚能装药结构是用于破坏一定厚度硬目标的装置，广泛用于石油射孔弹、岩土打孔、定向爆破等各类工程爆破中。现有聚能装药结构的结构如图1所示，主要包括起爆机构101、传爆药102、副装药103、隔板104、主装药105、药型罩106、壳体107、压环108等，其工作方式为：起爆机构发出信号引爆炸药，利用炸药聚能作用将药型罩压垮、汇聚形成高温、高速金属射流，进而对预定目标进行开孔破坏。在此过程中，隔板的主要作用是控制炸药爆轰传播方向、调整作用于药型罩上的爆轰波波形；而壳体的主要作用是提供一定的周向约束、提高破坏威力，同时在贮存、运输、使用环境中为聚能装药各部件提供结构支撑。
2、通常，对于聚能装药结构的研究往往聚焦于其破坏力，工程人员采用改进结构、增加药量、换装高威力炸药等方式来提高聚能装药的开孔深度或孔径。但同时，聚能装药结构作为一种包含有炸药的危险装置，在剧烈的冲击、撞击、过载环境下也存在着一定的炸药安全性隐患，因此聚能装药结构本身或其所处系统在运输、服役、使用过程中需特别小心，这也制约着其在更恶劣条件下的应用。
3、对于炸药的冲击安全性问题，传统的解决方法主要是围绕炸药本身展开的：如针对炸药的钝感化，炸药颗粒的改性、包覆及炸药装药工艺技术手段的研究。但是，高度钝感的炸药本身也往往意味着起爆、做功能力不理想，严重影响聚能装药结构的根本用途。因此，发明人考虑从聚能装药结构设计角度着手，在传统聚能装药结构上进行优化改进，从而解决炸药的撞击安全性问题。
4、在外部冲击载荷下，聚能装药壳体内部所有部件均在惯性力作用下向加速度反方向进行施压，最终压力全部集中于冲击载荷来源方向上的装药与壳体接触表面。而根据冲击动力学原理，通常物体在压力作用下，其危险截面应力与承压面积是负相关的，因此聚能装药结构中炸药的冲击应力大小也与所受冲击力方向有关。在传统的聚能装药结构中，由于总体长径比和药型罩形状的关系，接触面积较小的装药底面，即图1所示副装药上方与壳体接触平面通常被认定为最危险平面，即在同样的外力撞击过程中，作用于图1所示壳体上方端面的冲击加载会对炸药装药造成最严重的破坏。
技术实现思路
1、本发明提供了一种自适应冲击缓释聚能装药结构，该聚能装药结构能够有效降低在受到底面轴向载荷的条件下内部炸药的实际应力峰值，在受到外部撞击条件下保证安全性，解决现有聚能装药结构在面对装药底面方向来的撞击、冲击时存在安全性的问题。
2、为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
3、一种自适应冲击缓释聚能装药结构，该聚能装药结构包括安装于壳体内的起爆机构、壳底、副装药、大隔板、主装药、压环、缓冲环、小隔板以及药型罩；
4、所述壳体为两端开口的圆筒型回转体，顶端设置有环形挡边；沿所述壳体的轴向，所述缓冲环、所述壳底、所述副装药、所述大隔板、所述主装药、所述药型罩以及所述压环从上到下依次分布；
5、所述壳底为带有中心螺纹孔且开口朝向所述壳体底端的碗状回转体结构，外周面与所述壳体的内壁面紧密贴合；
6、所述缓冲环采用高回弹性材料制成，两端抵接于所述环形挡边与所述壳底的外边缘之间，外周面与所述壳体的内壁面之间留有形变间隙；
7、所述副装药为带有中心孔的回转体结构，上端面设置有中心上凹坑，下端面设置有中心下凹坑，周向外边缘采用船尾式设计，上端部容置于所述壳底内并与所述壳底的内侧面粘结配合以增加受力面积，下端部伸出所述壳底的外周面与所述壳体的内壁面之间间隙配合且涂抹惰性润滑涂层；
8、所述起爆机构为圆柱体结构，上端与所述壳底的中心螺纹孔螺纹连接，下端插入所述副装药的中心孔内；
9、所述大隔板的上端面设置有中心盲孔，下端面为曲面，上端部插入所述副装药的中心下凹坑内，上端面及外侧斜面与所述副装药之间均具有间隙；
10、所述小隔板采用高回弹性材料制成，整体塞入所述大隔板的中心盲孔内，上端面突出于所述大隔板的上端面且与所述起爆机构的下端面紧密贴合；
11、所述缓冲环和所述小隔板用于在冲击加载过程中通过变形吸收能量；
12、所述主装药为回转体结构，上端面设置有与所述大隔板底端形状配合的中心上嵌槽，上端面与所述副装药之间间隙配合；所述主装药的下端面设置有与所述药型罩形状配合的中心下嵌槽，外周面与所述壳体的内壁面之间间隙配合且涂抹惰性润滑涂层；
13、所述大隔板的底端嵌装于所述中心上嵌槽内，并以所述大隔板的下端面为工艺基准与所述主装药粘结配合；
14、所述药型罩嵌装于所述中心下嵌槽内，并以外周面为工艺基准与所述主装药进行粘结配合；
15、所述压环固定连接于所述壳体的底端，并通过上端面与所述药型罩底端面紧密贴合。
16、更进一步地，所述缓冲环为圆环或类弹簧结构，并采用弹性模量低于炸药的高分子材料或者高韧性的金属材料制成。
17、更进一步地，所述缓冲环的横截面形状为“s”形或者“z”形；
18、所述缓冲环采用铝合金、钢、尼龙、聚氨酯或者低密度聚乙烯。
19、更进一步地，所述小隔板为与所述起爆机构具有相同直径的圆柱体或类弹簧结构，并采用高声阻抗且弹性模量低于炸药的高分子材料制成。
20、更进一步地，所述小隔板采用尼龙、聚氨酯或者低密度聚乙烯。
21、更进一步地，所述大隔板为圆锥、圆台、圆柱或者类圆台结构。
22、更进一步地，所述大隔板的下端面为锥面、弧面、球面、弧锥结合面、或者其它能够增加受力面积且减少应力集中的曲面；
23、所述壳底与所述副装药的粘结交界面为锥面、弧面、曲锥结合面或其它能够增加受力面积且减少应力集中的曲面。
24、更进一步地，所述壳体采用外径不变、底端内径大且顶端内径小的变壁厚结构。
25、更进一步地，所述壳底和所述壳体均采用高强度金属材料；
26、所述大隔板采用高声阻抗的惰性高分子材料，以便于控制炸药爆轰序列增强聚能效果；
27、所述压环采用金属材料；
28、所述药型罩采用声速高、塑性好的金属材料；
29、粘结配合采用与炸药相容性好的粘结剂；
30、所述惰性润滑涂层采用与炸药相容性好的润滑剂。
31、所述副装药和所述主装药均采用高能炸药压制而成，并在各边角均倒圆角，以最大限度减少局部应力集中点出现。
32、更进一步地，所述壳底和所述壳体均采用35crmnsi钢或者40crmnvb钢；
33、所述大隔板采用酚醛树脂或者发泡塑料；
34、所述压环采用45#钢或者q235钢；
35、所述药型罩采用紫铜、钛合金、镍合金或者钽合金；
36、所述粘结剂为虫胶漆；
37、所述润滑剂为石蜡。
38、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
39、1、本发明的自适应冲击缓释聚能装药结构在传统聚能装药结构的基础上，增设壳底、缓冲环和小隔板形成材料阻抗高低搭配，以降低外部冲击作用下应力波由壳体向装药传播的幅值；同时利用缓冲环和小隔板的高回弹性，通过材料变形吸收冲击能量，进一步降低装药所受应力波大小；并且上述自适应冲击缓释聚能装药结构具有传统聚能装药结构的毁伤能力。
40、2、本发明的自适应冲击缓释聚能装药结构中，小隔板采用圆柱体，上端面突出于大隔板的顶面，以保证副装药与大隔板和主装药之间的间隙配合。在小隔板压缩变形较小的情况下，通过间隙配合可以有效控制药型罩、主装药、大隔板在过载下的压力作用路径，使其压力直接通过小隔板、起爆机构和壳底最终传递到壳体，从而绕过副装药，降低副装药的底面应力峰值。而在小隔板压缩变形较大的情况下，副装药与大隔板、主装药之间的间隙会消失，从而使得药型罩、主装药、大隔板的惯性力由副装药分担，从而保护对聚能装药结构破坏力影响更大的主装药。
41、同时，在完整的冲击过程中，由于小隔板的高回弹性，上述两种受力情况是交替出现的：当小隔板路径压力过大时，副装药参与分散压力；而当小隔板路径压力降低时，小隔板在弹性作用下恢复相关设计间隙，从而恢复原始设计状态下的压力作用路径。通过压力路径的自主控制交替设计，使得作用于副装药的压力及压力作用时间得到控制，从而达到利用副装药保护主装药、利用小隔板保护副装药的设计目的。
42、3、本发明的自适应冲击缓释聚能装药结构中，主装药与大隔板的交界面为曲面，增加了药柱受力面积，同时降低了主装药危险面可能的局部应力集中问题；副装药与壳底的交界面为曲锥结合面，增加了药柱受力面积，同时降低了副装药危险面可能的局部应力集中问题。
43、4、本发明的自适应冲击缓释聚能装药结构中，惰性润滑涂层可以缓解在高过载冲击过程中各部件形变、位移摩擦而导致炸药柱局部温度短时间内显著升高所引起的安全性问题。
1.一种自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，包括安装于壳体内的起爆机构、壳底、副装药、大隔板、主装药、压环、缓冲环、小隔板以及药型罩；
2.根据权利要求1所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述缓冲环为圆环或类弹簧结构，并采用弹性模量低于炸药的高分子材料或者高韧性的金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述缓冲环的横截面形状为“s”形或者“z”形；
4.根据权利要求2所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述小隔板为与所述起爆机构具有相同直径的圆柱体或类弹簧结构，并采用高声阻抗且弹性模量低于炸药的高分子材料制成。
5.根据权利要求4所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述小隔板采用尼龙、聚氨酯或者低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述大隔板为圆锥、圆台、圆柱或者类圆台结构。
7.根据权利要求1所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述大隔板的下端面为锥面、弧面、球面、弧锥结合面、或者其它能够增加受力面积且减少应力集中的曲面；
8.根据权利要求1所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述壳体采用外径不变、底端内径大且顶端内径小的变壁厚结构。
9.根据权利要求1所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述壳底和所述壳体均采用高强度金属材料；
10.根据权利要求9所述的自适应冲击缓释聚能装药结构，其特征在于，所述壳底和所述壳体均采用35crmnsi钢或者40crmnvb钢；
