RDX基PBX炸药在被动围压下的力学性能

利用在分离式霍普金森压杆(SHPB)上进行的被动围压试验研究了RDX基PBX炸药的力学性能,获取了不同应变率(830~1 850s-1)下的应力—应变曲线,讨论了围压—轴压之间的关系,计算了该炸药的动态力学性能参量。结果表明,应力—应变曲线峰值点处的应力和应变均随应变率的增加而增加,围压状态下RDX基PBX炸药承受的压力远高于无围压状态;随着应变率的增加,动态屈服强度明显提高,而动态泊松比和动态杨氏模量则基本保持不变。     

浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能

将浇注型PBX-1药柱以150、240m/s速度撞击靶板,用扫描电子显微镜(SEM)技术和差示扫描量热仪(DSC)技术对撞击加载后的样品进行了分析,研究了浇注PBX炸药药柱的动态撞击性能。结果表明,在150、240m/s撞击加载条件下,PBX-1炸药不发生反应或点火;浇注炸药药柱的损伤主要表现为炸药颗粒破碎和颗粒与黏结剂的脱离。随着撞击加载速度的增大,PBX-1炸药颗粒破碎程度增大,炸药颗粒与高分子基体发生脱离现象越严重;PBX-1炸药撞击前后,热分解性能没有发生本质性的变化。     

被动围压下PBX的冲击动态力学性能

采用铝套筒和TATB基PBX,应用霍普金森压杆被动围压试验方法,研究了PBX在围压下的动态力学响应,得到了该PBX不同应变率下的屈服强度.结果表明,随着应变率的提高,屈服强度有所提高;围压状态下PBX承受的应力远高于无围压状态,变形从脆性向塑性转变,样品未发生明显的破坏.     

PBX 9501炸药动态增强因子的预测公式

为量化应变率效应对PBX炸药力学性能的影响,引入动态增强因子的概念。以PBX 9501炸药为研究对象,总结并收集了其在不同温度和不同应变率下的压缩强度和拉伸强度数据,利用WLF时温等效原理将不同温度下的数据换算成室温条件对应应变率下的值,补充了缺少的强度数据。基于实验数据,分别拟合了PBX 9501炸药压缩强度和拉伸强度的动态增强因子的预测公式。结果表明,随着应变率的变化,PBX 9501炸药的压缩强度和拉伸强度在双对数坐标下均呈现双线性增长趋势,但是压缩强度和拉伸强度的变化趋势是不同的。在给定的应变率范围内,压缩动态增强因子的最大变化值超过40,而拉伸动态增强因子的最大变化值小于10。用这些经验公式,可预测不同应变率下PBX 9501炸药的强度变化,便于工程应用。     

纳米氧化铝对混凝土静动态力学性能的影响

制备了掺量为0.2％的纳米氧化铝混凝土(NAC),采用HYY系列液压伺服试验系统和φ100 mm分离式霍普金森压杆分别研究了NAC的准静态及在不同应变率下的动态力学性能.结果表明:准静态荷载下,NAC的强度及变形性能较素混凝土(PC)明显提高,抗压强度提高约44.5％.动荷载作用下,NAC的应变率敏感性显著,随着应变率的增大,峰值应力显著提高,极限应变增幅明显.此外,掺入纳米氧化铝后,NAC的强度和变形性能较之PC亦均提升显著.分析峰值韧度指标可知,随着应变率的提高,NAC的峰值韧度近似线性增大,纳米氧化铝的增韧效果十分显著.通过电镜扫描微观机理分析,纳米氧化铝提高了水泥硬化浆体的密实度,改善了混凝土界面过渡区,进而改善了NAC的强度和韧性.     

浇注PBX炸药老化过程中交联密度与力学性能的关系

为分析浇注PBX炸药交联密度与力学性能的关系,在70℃时对浇注PBX炸药样品进行高温加速老化试验,对比分析了平衡溶胀法和核磁共振(NMR)法测定交联密度的差异,研究了其在常温时的抗拉强度(σm)、抗压强度(σb)、压缩率(εb)、抗剪强度(τ)、硬度(SH)与黏结剂母体凝胶分数(G)、交联密度(ve)之间的关系。用动态热机械分析仪(DMA)分析了不同老化时间下样品损耗因子tanδ和黏弹系数的变化规律。结果表明,PBX炸药样品的交联密度在老化初期增加,老化中期略有降低,老化后期又增加;NMR法因其测试简单、快捷,精确度高、试样非破坏性等优点,可以作为今后浇注PBX炸药交联密度表征方法的一个重要发展方向;样品老化过程中,浇注PBX炸药样品的交联密度与各力学性能的变化呈线性相关,其力学损耗降低的原因是黏结剂母体的G和v_e增加,浇注PBX炸药的降解和交联是由黏结剂母体结构变化引起。     

PBX药片摩擦感度测试

参考钝感高能炸药的摩擦感度试验要求,建立了一种摆锤撞击带动砂靶摩擦炸药药片的摩擦感度试验方法,并测试了PBX-1、PBX-2及PBX-3药片的摩擦感度.结果表明,3种炸药的摩擦安全性排序与摩擦感度爆炸概率及滑道试验结果一致,该方法可用于评估成型PBX的摩擦安全性.     

粘结剂增强对TATB基PBX力学性能的影响

采用熔融共混法制备了氟聚合物/增强剂复合粘结剂体系,考察了增强剂含量对复合粘结剂体系性能的影响。动态力学分析(DMA)结果显示,增强剂的玻璃化转变温度大大高于氟聚合物,复合粘结剂体系的储能模量随增强剂含量的增加而增加。随着增强剂含量增加,复合粘结剂体系的拉伸强度明显增加。采用水悬浮法制备了TATB基高聚物粘结炸药(PBX),探讨了粘结剂增强对其力学性能的影响。实验结果表明,随着增强剂含量增加,TATB基PBX的力学性能显著提高。当复合粘结剂体系中增强剂含量为20%时,PBX的力学性能最佳:20℃和60℃下压缩强度为32.15 MPa和20.00 MPa,60℃下劈裂强度为2.84 MPa。     

高聚物黏结炸药的力学性能研究进展

从材料的力学行为特性、实验方法、本构模型和强度理论4个方面对高聚物黏结炸药(PBX)的力学性能特征进行了归纳和评述。指出应变率和温度对材料应力状况的影响及动态力学性能分析是目前PBX研究的热点和难点。认为可以借鉴研究混凝土和高聚物的一些方法来建立PBX的本构模型和失效准则。指出选择和改进现有测试技术时,须考虑PBX的含能敏感性、大变形等特性。对PBX力学性能的理论研究、实验技术及数值模拟等方面需要开展的工作提出了一些看法。认为复杂环境下的力学响应和细观建模模拟应是今后研究的重点方向。附参考文献93篇。     

PBX断裂力学行为研究进展

从常用实验方法、细观断裂模式、宏观断裂力学以及动态断裂方面,概述了近年来国内外关于PBX断裂力学行为的研究状况;介绍了PBX宏观和细观断裂特征及表征手段;阐述了细观结构、力学特性、温度和加载率对PBX断裂行为的影响。指出应开展PBX细观微裂纹萌生和扩展、宏观起裂机理研究,及动态加载下PBX裂纹扩展行为研究,建立适合PBX材料特性的复合型断裂准则。附参考文献51篇。     

混凝土受氯盐腐蚀后动力学特性损伤研究

为探究氯盐腐蚀后混凝土动力学特性,利用φ100 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对置于NaC1溶液中浸泡侵蚀后混凝土试件动力学特性进行研究.试验结果表明:氯盐腐蚀后试件动态抗压强度明显下降,且应变率效应显著;整体上,试件受腐蚀后的峰值应变有所降低,变形性能减弱;比能量吸收显著降低,吸能能力受到严重削弱.说明氯盐对混凝土动力学特性具有显著的弱化效应.     

Dynamic Mechanical Behavior of PBX

The dynamic mechanical properties of PBX1314 and its binder are systematically investigated. Based on split‐Hopkinson pressure bar technique, the experimental results of PBX1314 and its binder are obtained under high strain rate. A constitutive theory is developed for modeling the mechanical response of dynamically loaded PBX1314 binder. To accomplish this aim, the PBX1314 binder is assayed by relaxation tests at different temperatures, in order to apply the time‐temperature superposition principle (TTSP) and raise the master curves, based on WLF equation. The rate dependence of mechanical response of the polymer binder is accounted for by a generalized Maxwell viscoelasticity model. The basis for this work is Mori and Tanaka's effective medium theory. The grains in this analysis are assumed to be spherical and uniformly distributed in the binder. The relaxation constitutive relations of particulate reinforced composites are investigated by Laplace transformation and the corresponding principle. The theoretical prediction coincides with experimental results.     

混凝土在酸侵蚀环境下的静动抗压强度研究

本文利用HYY系列液压伺服试验系统和φ100 mm分离式霍普金森压杆试验装置,对在pH =2.5的酸溶液中浸泡60d的混凝土试件静动态抗压强度展开研究.试验结果表明:经腐蚀后的混凝土试件,由于物理化学作用,其静动态抗压强度均有不同的下降;静态抗压强度较养护刚结束时下降了7.38 MPa,降幅22.55％,并且只有同龄期时正常环境下混凝土静压强度的59.44％;动态抗压强度强度下降明显,同时具有显著的应变率效应.     

基于Hopkinson压杆实验技术的含能材料动态力学性能测试方法研究进展

评述了基于Hopkinson压杆实验技术的高度变率下含能材料动态力学性能测试方法的研究进展.鉴于含能材料的低杨氏模量、密度、波阻,采用Hopkinson压杆测试其力学性能时存在一些问题,如应力平衡、波阻抗匹配等.研究表明,常规的Hopkinson压杆试验装置不能得到准确、可信的试验数据,采用波形整形、压电晶体等方法可以解决应力平衡和波阻抗不匹配等问题.Hopkinson压杆实验技术还能为含能材料在高应变率下本构关系的建立以及损伤模式的分析提供实验结果,并指出了今后含能材料力学性能研究的若干方向.附参考文献44篇.