含AP的浇铸PBX炸药的热安全性

用自行研制确定火炸药热爆炸临界温度(Tcr)的试验装置测定了直径为10,15,20,30 mm和40 mm,长径比为1∶1的含高氯酸铵(AP)的PBX-A药柱的热爆炸临界温度。用Tcr测定和5 s爆发点试验装置测定了85℃老化70 d前后PBX-A的热爆炸临界温度和5 s爆发点。获得了PBX-A炸药在恒温热刺激下的响应程度,不同直径药柱的热爆炸临界温度,爆炸延滞期(t)与温度(T)的关系以及PBX-A炸药老化前后的热性能变化。结果表明,直径小于40 mm的无约束PBX-A炸药装药在恒温条件下仅发生燃烧。由拟合方程外推直径1 m长径比为1∶1的PBX-A炸药药柱的热爆炸临界温度大于120℃。lnt与1/T只在有限温度范围内呈线性关系。85℃老化70 d前后PBX-A炸药的热爆炸临界温度不变,5 s爆发点降低4.6℃。     

HNS-Ⅳ炸药一维冲击起爆判据的研究

为了探究p-τ判据、James判据和Π-τ判据对六硝基茋(HNS-Ⅳ)炸药一维冲击起爆判据的适用性,以及利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性,结合已报道实验数据对三种判据进行了拟合,得到了最佳判据方程。通过AUTODYN软件模拟了不同厚度聚酰亚胺飞片对HNS-Ⅳ速度阈值的影响,基于模拟结果进行判据曲线的拟合,探究了利用飞片冲击起爆模型研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆的可行性。模拟结果表明,速度阈值的模拟结果与实验结果存在偏差,这是由飞片驱动过程中形态和厚度变化所引起。拟合结果中p-τ判据、James判据和Π-τ判据的R2分别为0.9813,0.8715和0.9940,其中Π-τ判据拟合效果最佳,模拟结果与文献结果一致。根据Π-τ判据,文献数据和模拟数据得到的最佳判据方程分别为Π=0.156+0.013/τ和Π=0.175+0.012/τ,二者曲线基本重合,说明通过数值模拟研究HNS-Ⅳ一维冲击起爆是可行的。     

含铝炸药起爆机理的研究

通过高速照相,直接观察含铝ＰＥＴＮ炸药在落锤撞击期间熔化、点火和爆炸的过程,收集轻包实验后的固体爆炸产物,并对其进行扫描电子显微（ＳＥＭ）分析,发现铝在炸药爆轰过程中氧化燃烧的痕迹。使用ＤＹＴＲＡＮ程序,进行了相关的数值计算,从理论上描述了扫过含铝炸药热点形成的过程。     

用热爆炸临界温度评价火药装药热安全性的试验方法

探索采用热爆炸临界温度(Tcr)评价火药装药热安全性的可行性及合适的试验条件和数据处理方法,研究了双基推进剂和改性双基推进剂的多种尺寸装药的热爆炸试验,获得了装药在一定温度下发生燃烧的延滞期及热爆炸临界温度。结果表明,可用热爆炸临界温度评价双基或改性双基推进剂不同装药体系的热安全性,最佳试样直径为20~25mm。延滞期采用10h和最低爆炸(燃烧)温度与最高不爆炸(燃烧)温度相差5℃的结束试验的假设条件对于双基或改性双基推进剂是合理的。采用lnr(半径)-Tcr拟合外推获得的Tcr值比文献报道的方法获得的Tcr值低。     

升温速率对限定条件下烤燃弹热起爆临界温度的影响

为研究升温速率与限定条件下烤燃弹热起爆临界温度之间的关系,利用自行设计的烤燃试验装置,以1℃·min~(-1)的升温速率对装有RDX基高能炸药的烤燃弹进行加热,并使壳体外壁温度分别恒定在160,170,180,185,195℃,50 min后观察烤燃弹的响应情况。用FLUENT软件对不同升温速率下烤燃弹的热起爆临界温度进行了数值模拟。结果表明,炸药置于恒定高温环境中比慢速加热更加危险,其发生反应的环境温度更低,响应更剧烈;升温速率为1℃·min~(-1)时,烤燃弹的热起爆临界温度为194.8℃。且随升温速率的提高,烤燃弹的热起爆临界温度缓慢升高,当升温速率大于10℃·min~(-1)时,其热起爆临界温度均为197℃。在给定的条件下,升温速率对烤燃弹点火点的位置无影响,均为中心点火。     

烤燃温度对凝聚炸药热起爆临界温度影响的研究

为了研究凝聚炸药在不同热烤温度下的热分解情况及相应规律,文中采用以RDX为基的高能炸药,以1℃/min的升温速率并采用恒温控制技术,进行了不同温度下的热烤试验,利用FLUENT软件对不同温度下的热爆炸延滞期进行了数值模拟。结果表明,烤燃温度对凝聚炸药的热分解有重要影响,在1℃/min的升温速率条件下,当恒定温度达到178℃后,实验用高能炸药发生自加热反应,最终导致点火;随着炸药装药量的增加,炸药热起爆临界温度在逐渐降低。     

基于反向撞击法的RDX基含铝炸药冲击起爆实验研究

为了研究铝粉对黑索今（RDX）基含铝炸药冲击起爆性能的影响,采用基于反向撞击法的炸药冲击起爆性能测试方法,对铝粉含量分别为0,15%和30%的3种RDX基含铝炸药（RDX/Al）的冲击起爆性能进行了对比研究。该方法通过火炮加载平台驱动炸药撞击LiF窗口,利用光子多普勒测速仪测量炸药与窗口界面粒子速度的变化历程。实验结果表明,该方法具有较高的测试精度（3%）和时间分辨率（5 ns）,且对炸药样品的制备要求较低。在相同加载条件下,铝粉含量越高,含铝炸药冲击起爆反应增长越慢,与RDX炸药相比,铝粉含量为30%的RDX基含铝炸药的界面粒子速度达到峰值所需的反应时间增加了47%,表明铝粉的加入使得炸药冲击波感度明显降低,铝粉在含铝炸药冲击起爆过程中主要起到能量稀释的作用。     

钨球对柱面带壳装药的冲击起爆数值模拟研究

采用AUTODYN-3D数值软件,开展了钨球与不同曲率半径柱面带钢壳Comp B炸药作用过程的数值模拟。分析了钨球撞击位置对炸药冲击起爆特性的影响,采用升降法获得柱面带壳装药的临界冲击起爆速度。结果表明：柱面带壳装药冲击起爆过程与平面带壳装药相一致,炸药起爆点发生在离炸药和壳体界面一定距离处,且随着速增加而越靠近交界面;相同条件下柱壳装药更易于起爆,其临界起爆速度随装药曲率半径r增加呈现非线性增大,碰撞点偏移量δ=0时,r=∞的临界起爆速度较r=40 mm时增加3.2%;随偏移量δ的增大呈现指数增加,r=40 mm时,δ=0.94r的临界起爆速度较δ=0时增加35.6%,较平面带壳装药增加31.5%.     

含铝炸药爆热的实验研究

利用恒温式量热计测定了含铝炸药在空气、水和真空中的爆热值。根据爆热分析了含铝炸药的反应机理，认为含铝炸药在空气中爆炸时，其中部分铝粉是化学反应区后参加反应的。     

快热作用下带壳梯黑铝炸药快速燃烧实验研究

为了获得快速热作用下铸装梯黑铝炸药热响应特性,并确定光纤探针用于测定熔铸型炸药快速燃烧过程化学反应阵面传播速度的可行性。采用快速加热装置加热钢制圆管,作用于内部梯黑铝炸药,以光纤探针测定炸药化学反应阵面传播速度和轨迹。结果表明:在230 MPa的管体约束强度、开口端加装端盖情况下,装填长度为400 mm的梯黑铝炸药化学反应阵面最大传播速度约为1 000 m/s;开口端未加装端盖时,最高传播速度约为500 m/s;两种情况中炸药都没有发生完全爆轰。因此,快速热作用下带壳铸装梯黑铝炸药热响应状态为快速燃烧,光纤探针能够准确测定小于1 000 m/s的熔铸型炸药化学反应阵面传播速度。     

光敏炸药柱和药片的激光起爆(英)

本文介绍了高光敏炸药需要解决的四个问题，并用Ｎｄ激光器（脉冲宽度２５ｎｓ）测定了三种过渡金属配位化合物压制药住的临界起爆能，其中高氯酸·３（５）－氨基－４－肼基－１，２，４－三唑合铜（Ⅰ）药柱的起爆阈值约为４０ｍＪ／ｃｍ￣２，比叠氮化铅药柱的小约１０倍；还测定了高氯酸·５－肼－四唑合汞（Ⅱ）与透明的聚合物粘结制成的药片的临界起爆能Ｅ＿ｃ，所得结果：聚合物含量在１０～３０％范围内，Ｅ＿ｃ值逐渐缓慢降低；当超过３０％时Ｅ＿ｃ，值急剧升高。对配位化合物（Ⅰ）言，当聚合物含量为１０％时，Ｅ＿ｃ值随药片中炸药含量（ｍｇ／ｃｍ￣２）的增加而明显下降。结论认为这类过渡金属的配位化合物是对激光敏感的新型炸药；还提到这样的现象：厚药片与单质药片比，其起爆阈值较低，而薄药片则起爆阈值较高，从而表明药片有临界厚度的问题，即当药片薄于临界厚度，即使用于厚药片所需起爆能的１５倍，也不能被起爆，因此认为可能存在激光能在炸药内部产生定域（Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）机理。     

炸药圆柱体的热爆炸临界参数与其长径比的关系研究

讨论有了圆柱体的热爆炸临界Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉｉ参数，临界温度与其长径比的关系，应用所得到的临界Ｆｒａｎｋ－Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｉｉ参数与长径比的关系式对相同直径不同长径比的ＪＢ－９００１药柱实测临界温度进行了数据处理。     

JB9014炸药冲击起爆阈值的测定

利用一级轻气炮对ＪＢ９０１４炸药进行了冲击实验，实验中使用Ｆ４／２０３Ａ锰铜压力计测量样品碰撞界面的压力剖面，得到了ＪＢ９０１４炸药从受冲击到爆燃，从爆燃到爆轰转变（ＳＤＤＴ）的特性曲线，根据曲线上的特征拐点，确定了这种炸药的爆燃阈值（Ｐｂ）和爆轰阈值（ｐｄ）。     

钝感高能传爆药中多硝基聚苯撑测定方法研究

本文利用751G型紫外分光光度计测定了钝感高能传爆药中多硝基聚苯撑的含量。该法不需要吸收曲线交点和等吸收点，具有较好的回归稳定性。用于测定钝感高能传爆药中多硝基聚苯撑的含量，其平均回收率为100.5%(n=8,RSD=2.5%)。标准偏差小于0.05%(n=8)。并运用回归理论分析了此方法的准确性。     

可燃气体(或蒸汽)爆炸特性参数测定

对可燃气体（或蒸汽）爆炸特性参数的测定方法进行了研究，给出了几种可燃气体（或蒸汽）与空气混合物混合爆炸的爆炸极限的最小点火能数据，所测得的数据填补了国内空白，与国外已报道的数据具有较好的可比性，通过试验总结出的可燃气体（或蒸汽）的爆炸特点为安全技术人员的防爆工作提供了良好的依据。     

N,N’-二[ (2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺的热安全性和密度泛函理论研究（英）

借助N,N’-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(T0)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,EO)和指前因子(AK),从方程lnβi=ln[A0/be0(orp0)G(α)]+be0(orp0)Te(orp)i所得的值be0(orp0),从方程lnβi=ln[A0/(ae0(orp0)+1)G(α)]+(ae0(orp0)+1)lnTe(orp)i所得的ae0(orp0)值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+bTei所得的b值,从方程ln(βi/(Tei-T0i))=ln (A0/G(α))+alnTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和Hess定律得到的BTNEDA的恒容标准燃烧能ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)和标准生成焓ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K),β→0时的T0、Te和Tp值(T00,Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe0和Tbp0),绝热至爆时间(tTIad),撞击感度50%落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被350K环境包围的半厚和半径为1m的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNEDA的热感度概率密度函数,相应于S(T)与T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE)。得到了评价BTNEDA热安全性的下列结果:(1)ΔcU(BTNEDA,s,298.15K)=-(3478.11±6.41)kJ.mol-1和ΔfHmθ(BTNEDA,s,298.15K)=-(53.546.41)kJ.mol-1;(2)T00=438.73K,TSADT=Te0=440.73K,Tp0=446.53K;Tbe0=449.88K,Tbp0=455.28K;(3)当EK=199.5kJ·mol-1,AK=1020.45s-1,cp=1.12J·g-1.K-1,Qd=3226J·g-1,T0=Te0=440.73K,T=Tb=455.26K,f(α)=3(1-α)2/3,a=10-3cm,ρ=1.87g·cm-3,t-t0=10-4s,Troom=293.15K和λ=0.00269J·cm-·1s-·1K-1,H50=15.03cm,tTIad=1.25s,Tcr,hot,spot=333.86K;对无限大平板,TS(T)max=350K,Tacr=345.47K,SD=28.55%,PTE=71.45%;对无限长圆柱,TS(T)max=354.5K,Tacr=349.73K,SD=39.31%,PTE=60.69%;对球,TS(T)max=357.00K,Tacr=352.42K,SD=45.81%,PTE=54.19%。运用密度泛函理论计算获得了BT-NEDA的优化构型及红外光谱,分析了其分子总能量、前沿轨道能量和原子净电荷分布。     

N,N'-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的热安全性和密度泛函理论研究

借助N,N’-二[(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)]乙二胺的恒容标准燃烧热(Qc),不同加热速率(β)非等温DSC曲线离开基线的初始温度(To)、onest温度(Te)、最大峰顶温度,由Kissinger法和Ozawa法所得的热分解反应活化能(EK,Eo)和指前因子(AK),从方程Inβi=In[A0/be0(or p0) G(α)]+be0(or p0)Te(or p)i所得的值be0(or p0),从方程Inβi=In[A0/(ae0(or p0)+1)G(α)]+( ae0(or p0)+1) InTe(or p)i所得的ae0(or p0)值,从方程In(βi/Tei-Toi)=In(A0/G(α))+bTei所得的b值,从方程In(βi/Tei-Toi)=In(A0/G(α))+aInTei所得的a值,估算的比热容(cp)、密度(ρ)、热导率(λ)和分解热(Qd,取爆热之半)数据,Zhang-Hu-Xie-Li公式,Hu-Yang-Liang-Xie公式,基于Berthelot方程和Harcourt-Esson方程计算热爆炸临界温度的公式,Smith方程,Friedman公式,Bruckman-Guillet公式,热力学公式和Wang-Du公式,计算了由理想燃烧反应和Hess定律得到的BTNEDA的恒容标准燃烧能△cU(BTNEDA,s,298.15K)和标准生成焓△fHθm(BTNEDA,s,298.15K),β→O时的To、Te和Tp值(To0,Te0和Tp0),热爆炸临界温度(Tbe0和Tbp0),绝热至爆时间(tTlad),撞击感度50％落高(H50),热点起爆临界温度(Tcr),被350 K环境包围的半厚和半径为1 m的无限大平板、无限长圆柱和球形BTNEDA的热感度概率密度函数,相应于S(T)与T关系曲线最大值的峰温(TS(T)max),安全度(SD),临界热爆炸环境温度(Tacr)和热爆炸概率(PTE).得到了评价BTNEDA热安全性的下列结果:(1)△cU(BTNEDA,s,298.15K)=- (3478.11±6.41)kJ·mol-1和△fHθm( BTNEDA,s,298.15K)=- (53.54±6.41) kJ· mol-1;(2) To0 =438.73 K,TSADT=Te0 =440.73 K,Tp0 =446.53 K;Tbe0=449.88 K,Tbp0 =455.28 K;(3)当EK=199.5 kJ· mol-1,AK =1020.45s-1,cp=1.12 J·g-1·K-1,Qd =3226 J·g-1,T0=Te0 =440.73 K,T=Tb =455.26 K,f(α)=3(1-α)2/3,a=10-3cm,p=1.87 g·cm-3,t-t0 =10-4s,Troom =293.15 K和λ=0.00269 J·cm-1·s-1·K-1,H50=15.03 cm,tTlad=1.25 s,Tcr,hot,spot=333.86 K;对无限大平板,Ts(T)max=350K,Tacr=345.47 K,SD=28.55％,PTE=71.45％;对无限长圆柱,Ts(T)max =354.5 K,Tacr=349.73 K,SD=39.31％,PTE =60.69％;对球,Ts(T)max=357.00 K,Tacr=352.42 K,SD =45.81％,PTE=54.19％.运用密度泛函理论计算获得了BTNEDA的优化构型及红外光谱,分析了其分子总能量、前沿轨道能量和原子净电荷分布.     

12V180ZL柴油机缸套温度场及热变形的分析和计算

本文讨论了用结构分析程序(SAP5)计算缸套温度场的方法,并以180柴油机为例进行了湿度场计算,与实测缸套温度值的比较结果,证实了这种方法在实际应用中取得的效果.本文还利用同一结构分析程序计算了180柴油机缸套的热变形,在用结构分析程序同时解决温度场和结构分析问题方面做了尝试,并给出一些有用的结果.     

准等熵加载特性对PBXC03炸药起爆的影响规律

为了研究准等熵加载特性对高聚物粘结炸药(PBX)起爆响应特性的影响规律,对具有不同加载压力(8,10,12 GPa)与加载斜率的准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应过程进行数值模拟计算。采用准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应实验得到1,1.5,2,3,4 mm处炸药背面粒子速度时间曲线,确定了PBXC03炸药的弹粘塑性双球壳塌缩反应速率模型(DZK)参数。利用DZK模型与参数得到了准等熵加载下峰值压力与加载斜率对PBXC03炸药起爆响应特性的影响规律。结果表明,两种加载方式(不同压力与不同斜率)对PBXC03炸药起爆过程均有较大影响,其他条件相同的情况下,加载斜率或峰值压力越大,炸药内的冲击波阵面峰值压力曲线和冲击波迹线增长越快且到爆轰时间越短。     

超声振动切削对炸药模拟材料切削温度的影响

为了解超声振动切削对切削温度的影响,促进该技术在炸药机械加工领域中的应用,对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行了传统切削和超声振动切削的对比试验,测试了已加工表面和刀尖区域的切削温度分布,分析了超声振动切削对切削累积热的作用机制。结果显示:两种切削方式的切削温度均随切削速度、切削深度和进给量的增大而增加,且超声振动切削的增加量更大,给定切削参数下的最高切削温度为78.1℃,较传统切削高31.3℃。分析表明:超声振动切削的生成热低于传统切削,散失热高于传统切削,激振热量的累积是造成切削温度高于传统切削的关键原因;当激振热量大于、等于或小于散失热与生成热变化量之和时,切削温度较传统切削升高、不变或降低。