压制密度及密度均匀性对装药撞击安全性的影响

为了研究装药密度对撞击安全性的影响,针对A-Ⅸ-Ⅱ炸药、B炸药、HMX基含铝炸药压制了不同密度的药柱.用A-Ⅸ-Ⅱ炸药压制了径向呈一定密度分布的药柱,利川400 kg落锤进行了撞击加载试验.结果显示,随着密度的增大,A-Ⅸ-Ⅱ炸药、B炸药、HMX基含铝炸药的起爆阈值增加.对于A-Ⅸ-Ⅱ炸药,当装药密度达到1.680 g...     

不同粘结剂制备的分步压装用炸药对撞击感度的影响

为研究粘结剂对分步压装装药过程产生热量的影响,设计了以高聚物和石蜡为粘结剂的2种分步压装炸药,分别测试了高聚物和石蜡的粘度,并对这2种炸药造型粉及药柱的撞击感度进行了研究。研究结果表明,采用高聚物做粘结剂制备的分步压装炸药在装药过程中产生的热量明显大于石蜡做粘结剂制备的分步压装炸药,即粘结剂类型对分步压装装药工艺的安全性具有重要影响。     

空心装药双向压药技术

在弹壳内压装炸药的方法，首先把炸药主入一个模子里进行加压然后把预压的装药入弹壳内，从装药另一端进行加压。在两道工序中，由于炸药双向受压，春得到均匀的密度。     

考虑T应力的PBX裂纹尖端失效区和起裂行为

为了研究高聚物粘结炸药(PBX)结构在复杂应力状态下裂纹的起裂特征,针对中心贯穿斜裂纹的无限大平板模型,基于考虑T应力的裂纹尖端应力场和Drucker-Prager强度准则,理论上给出了考虑材料拉压比、泊松比、静水压力、应力状态、裂纹面闭合摩擦以及T应力的PBXⅠ-Ⅱ复合型裂纹尖端失效区隐式控制方程。利用裂纹尖端失效区最小半径起裂准则,研究了T应力对PBX裂纹尖端失效区和起裂行为的影响。理论研究表明,远场拉伸下,T应力导致裂尖失效区增大(0°β45°)或减小(45°β90°),T应力使裂纹起裂角减小;远场压缩下,裂纹处于纯Ⅱ型状态,裂纹面闭合摩擦效应减小了裂尖失效区,但不影响起裂角。T应力使压剪裂纹起裂角增大并减小了失效区。同时,T应力使最危险裂纹倾角β0明显增大。因此,研究PBX裂纹起裂行为,需要充分考虑裂纹尖端T应力的影响。     

提高分步压装药质量的工艺技术

为解决某分步压装药产品冬季生产装药产生裂纹的问题,对分步压装药工艺技术进行研究、改进.通过对分步压装药产生裂纹的原因进行理论分析,归纳影响装药强度、装药应力的主要因素,对可控因素进行了装药工艺试验,找到了最佳工艺参数.试验结果表明:该技术能够提高装药强度,降低装药应力,消除装药裂纹,提高分步压装药质量,有很好的实用参考价值.     

分步压装含铝炸药的成型性研究

为了提高分步压装装药质量和装药密度,保证装药工艺及使用过程的安全性,设计了3种不同粘结剂配比的含铝炸药,通过50℃、20℃、-40℃及温度冲击条件下药柱的抗压强度测试,研究不同配方药柱的力学性能和环境适应性;采用分步压装工艺进行装药试验,通过装药密度对比分析,研究粘结剂配比对分步压装工艺成型性的影响。结果表明:复合粘结剂配比对炸药可压性有一定影响,含少量增塑剂的炸药配方具有低比压成型特征,有利于提高分步压装装药密度和工艺安全性,并且装药具有良好的环境适应性。     

典型压装与浇注PBX炸药缝隙挤压损伤-点火响应

为探究动态挤压载荷作用下典型装药结构在壳体裂缝周围的点火响应过程,采用高聚物粘结炸药（Polymer bonded explosives, PBX）微裂纹-微孔洞力热化学耦合细观模型,对缝隙挤压载荷作用下PBX药柱与缝隙结构相互作用、炸药宏观力热化学响应、以及损伤-点火细观机理进行了研究,对比分析了压装PBX-5与浇注GOFL-5两类炸药损伤-点火响应的差异性。结果表明,200 m·s^-1挤压速度下压装PBX-5炸药表现为脆性破坏,60 μs时挤压前沿距缝隙表面3 mm,在缝隙位置处形成应力集中,与挤压位置成45°方向区域内微裂纹发生快速扩展;相同撞击条件下,浇注GOFL-5炸药在缝隙位置处发生快速流动,大量材料被挤入缝隙,60 μs时挤压前沿距缝隙表面9 mm。两种炸药在缝隙周围均形成了潜在点火位置,剪切裂纹热点为压装炸药点火主导机制;局部剪切塑性耗散机制为浇注炸药潜在的点火主导机制。     

装药密度及尺寸对RDX基含铝炸药爆压爆速的影响

利用锰铜压力传感器和测时仪测量了不同装药密度和尺寸下的RDX基含铝炸药的爆压和爆速,拟合出了爆压、爆速与装药密度的关系式,研究了装药密度和尺寸对RDX基含铝炸药爆压、爆速的影响。结果表明,随着密度的增加,RDX基含铝炸药的爆压和爆速均增加;当装药直径和装药长度分别达到20 mm和40 mm时,RDX基含铝炸药已经达到稳定爆轰,装药直径和装药长度再增加,爆压和爆速基本不变。     

多点起爆网络装药及性能

为了研究多点起爆网络装药对爆轰波输出同步性及起爆能力的影响,以超细奥克托今(HMX)为主体炸药,硝化棉(NC)为粘结剂,(HMX/NC=95∶5)为沟槽传爆药装药,设计了一种3点同步刚性起爆网络,理论分析和测定了起爆网络在不同装药密度下的同步误差,对比试验了沟槽压装装药技术,对传爆药进行了表征,测试了起爆网络相关的爆轰性能,优化了起爆网络装药结构。结果表明,提高起爆网络装药密度能够增加起爆可靠性和降低同步误差,装药密度从1.17 g·cm~(-3)增加到1.47 g·cm~(-3),起爆网络的同步误差从300 ns降低到150 ns。以JH-2压装药柱作为输出端装药,超细HMX/NC传爆药作为沟槽装药,采用沟槽压装装药技术,可以使同步起爆网络的爆轰波输出同步性约为100 ns。     

基于三种强度准则的PBX Ⅰ型裂纹尖端失效区研究

为了描述高聚物粘结炸药(PBX)裂纹尖端失效区域,采用Mohr-Coulomb、Twin-shear和Drucker-Prager强度准则,对PBXⅠ型裂纹尖端失效区进行研究,得到了描述PBX拉压不对称的裂纹尖端失效区表达式。研究表明,Drucker-Prager强度准则综合考虑了材料拉压比、平均应力及偏应力等因素,求解的裂纹尖端失效区相对最大。材料拉压比对裂纹尖端失效区有着显著影响,拉压比越小,材料拉压不对称越严重,裂纹尖端失效区越大。温度对PBX材料综合力学性能影响很大,60℃下裂纹尖端失效区较20℃下显著增大。     

分步压装装药工艺参数对装药密度及密度分布的影响

用模拟药和可退模开合弹对不同分步压装装药工艺参数进行实验,并对装药密度和轴径向密度分布进行检测,分析分步压装工艺参数变化对最终装药密度和密度分布的影响。试验结果表明:随着螺杆直径的增大,周边和平均装药密度均呈上升的趋势;装药过程中初始压力越高,越有利于提高装药密度和密度分布,当压力达到一定值后,装药密度趋于一致;螺杆距弹体底部间距越小,底部越容易压实,密度越高;螺杆每次带入的进料量越少,压制次数越多,密度均匀性越高。该研究为加快分步压装装药工艺的推广应用打下了基础。     

造型粉流动性能对分步压装工艺的影响

为研究造型流动性对分步压装工艺适应性及其装药安全性的影响,测量了不同配方造型粉的流散性和堆积密度,通过分步压装工艺试验,研究炸药的流动性对分步压装工艺及其安全性的影响。结果显示,炸药的流散性在一定范围内才能适合分步压装工艺,降低炸药的流散性,可提高局部装药密度,但增加了径向密度差,降低了装药过程的安全性。在流散性适宜的条件下,分步压装装药密度随堆积密度的增加而增加。     

一种弹药PBX装药的贮存老化机理及安全性

运用CT扫描了贮存4、8、12、16年高聚物粘结炸药(PBX)弹药装药结构,采用重量分析法,液体静力称量法和红外光谱分析了不同贮存年限装药的组成、密度及析出物,利用扫描电镜观察贮存4、12、16年弹药装药微观结构,测试弹药装药撞击感度。结果表明,装药逐渐出现裂纹、孔洞、空腔等老化现象,由固态变为粘稠态,并有硅橡胶析出;装药密度及组分中HMX含量由贮存4年时的1.56 g·cm-3、85%逐渐提高到16年时的1.66 g·cm-3、95%;装药断面由平整光滑逐渐变为凸凹不平。裂纹可能是因炸药颗粒与粘结剂发生脱离,内部微裂纹扩展引起,孔洞、空腔等老化现象可能是粘结剂大分子网状结构降解成环状小分子引起。老化使装药撞击感度由贮存4年时的8%逐渐提高到16年时的44%。     

羧甲基纤维素叠氮化铅微装药压力与密度关系试验研究

微尺寸下的压药压力与装药密度的关系是微机电系统(MEMS)引信装药密度、装药量及其爆轰特性研究与设计的基础性能参数。本实验采用容积法对微尺寸0.9mm和常规尺寸5.28mm直径的羧甲基纤维素叠氮化铅(简称羧铅)压药压力与装药密度的关系进行了研究,分别得到两种尺寸装药的拟合公式及其关系曲线,由此得出微尺寸与一般尺寸的压药压力与装药密度关系存在不同,其原因可能为冲头与管壳配合的摩擦力不同,同时得到了两种装药孔隙率和应力之间的关系。     

分步压装药工艺及装药参数的实验研究

分步压装药工艺技术综合了螺旋装药与油压机压装的优点,广泛应用于大口径榴弹系列产品、火箭弹、导弹等战斗部装药.该工艺的主要技术指标为装药密度,实验过程中采用代用品及模拟弹着重分析装药直径与装药密度的关系、螺杆直径与装药密度的关系以及压力与装药密度的关系.结果表明:选取合适的螺杆并且控制压力是提高装药密度以及密度一致性的关键.     

端羟基聚丁二烯推进剂/衬层脱粘的断裂机理与断裂能获取研究

推进剂/衬层界面脱粘是破坏固体火箭发动机装药结构完整性的主要形式之一。采用双悬臂夹层梁实验对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂/衬层粘接界面的I型断裂进行研究,实验观察到裂纹尖端存在包含孔洞和纤维的银纹损伤区,裂纹萌发和扩展本质上是局部银纹萌生、面增厚和微纤断裂。界面脱粘的失效机理则是尖端近处孔洞的形成和合并,典型的界面失效模式包含胶黏剂的内聚破坏、界面破坏和混合破坏。裂纹稳定传播时,裂尖的损伤区形状与外界对其施加的约束有关。采用有效裂纹长度的概念可以修正裂尖塑性变形和钝化的影响,较为准确地获取了I型断裂能。     

热老化对RDX基含铝压装炸药装药发射安全性的影响

为了探讨热老化对炸药装药过载安全性的影响,在71℃下对某黑索今(RDX)基含铝压装炸药装药高温加速老化39天,采用落锤加载装置对老化前后装药的发射安全性进行了考核,并分析了炸药药柱结构、钝感剂和黏结剂含量、RDX晶体品质对装药发射安全性的影响。结果表明,在相同落锤加载条件下,未老化样品比老化后样品发生燃烧爆炸的可能性更大;老化后炸药药柱结构完整,药柱中黏结剂软化迁移,微小孔隙缩小弥合,药柱表面钝感剂和黏结剂含量由5.90%增加到6.20%;RDX晶体颗粒的拉曼特征峰半峰宽较老化前减小,特别是345 cm~(-1)位置处特征峰半峰宽减少了42.4%。表明老化过程中炸药药柱中钝感剂和黏结剂的软化迁移、微缺陷修复、表面钝化、RDX晶体品质的改善等因素是老化装药发射安全性优于未老化装药的主要原因。     

逻辑网络起爆器等比压装药技术研究

针对逻辑网络起爆器直径小、长径比大、多拐角结构特点和太安(PETN)基腻子炸药粘度大的性能特征,研究了多流道等比压装药技术,确定了较佳的装药工艺条件为比压80 MPa,保压时间30 min。对等比压装药(0.3 mm×0.3 mm～2.0 mm×2.0 mm)不同沟槽截面尺寸和不同装药拐角(108°～160°)对爆速的影响规律,以及装药最小传爆沟槽尺寸和最大传爆拐角进行了考察,并对等比压装药的理化均匀性、波形同步性进行了试验研究。结果表明,逻辑网络起爆器的最小沟槽传爆尺寸为0.3 mm×0.3 mm,最大传爆拐角为150°,其装药密度范围为1.504～1.507 g.cm-3,装药成分差为0.34%～0.56%,波形同步分散性在0.03～0.05μs之间。     

Zr/KClO4激光点火延迟时间与装药密度的关系

采用光纤插入式激光点火器测定了Zr/KClO4点火药的装药密度和压药压力的关系及激光点火延迟时间和装药密度的关系,得出在压药压力5~130 MPa范围,对应的装药密度变化为0.94~1.39 g.cm-3;在密度1.0~1.38 g.cm-3范围,对应的点火延迟时间变化为2.83~0.54 ms。在装药密度≤1.25 g.cm-3时,点火延迟时间随密度变化较快,装药密度≥1.30 g.cm-3时,点火延迟时间随密度增加趋于稳定,最短点火延迟时间约为0.54 ms。在装药密度较低时,如低于1.07 g.cm-3,对应压药压力低于30 MPa,实验数据散布较大。     

30毫米弹的双元火药装药——装药量增加20％ 初速提高7％

美国国防科技情报文献中心近年来公开发表一篇处于最后工程发展阶段的研究报告,报道了1973年年底以前的美国弗兰克福兵工厂和奥林公司关于30毫米弹双元火药装药的研制情况。进行这一研究的目的在于改进装药结构,提高装填密度,从而增大装药量,提高弹丸的初速,但最大膛压和炮弹结构保持不变。他们通过一种双元火药装药的途径提高了30毫米弹的火药装填密度,这种装药概念叫做MAGNUM概念:即将一种大粒药和一种组分相同的小圆