工艺参数对惰性代料高压熔铸成型质量的影响

为减少熔铸炸药的装药缺陷、提高装药密度，设计制造了一套高压熔铸成型系统，采用与典型TNT基和DNAN基熔铸炸药物理性质相近的惰性代料开展高压熔铸成型试验，研究加载压力、保压时间和加压时机对代料药柱相对密度和装药质量的影响。结果表明，高压熔铸成型过程中，除液相补缩作用被增强外，还存在糊状补缩和固相补缩作用，从而显著减少药柱的装药缺陷，提高相对密度；加载压力应在药柱的三轴压缩屈服强度和三轴压缩抗压强度之间；保压时间应超过药柱的凝固耗时；加压时机的温度应保证模具内壁尚未出现凝固层；加载压力25.45MPa、保压时间60min、加压时机80℃工况下制得的药柱无装药缺陷，相对密度高达99.90%。     

撞击作用下炸药装药的尺寸效应研究

利用大型撞击加载装置对不同直径的炸药装药进行了模拟实验 ,分析了撞击作用下药柱直径对其敏感性影响 ,为炸药装药发射安全性研究提供了合适的模拟药柱尺寸     

B 炸药中绝热剪切带形成机理的细观研究

通过对快速加载后Ｃｏｍｐ．药柱剖面的扫描电镜和光学显微镜观察分析，对Ｃｏｍｐ．Ｂ炸药在快速加载下剪切带形成机理的微观机制有了初步的认识。文中采用形变试样的剖面观察分析方法，针对固体药柱这种比较软的材料，如何进行磨样、抛光、浸蚀，作了一些尝试和探索，总结出一套有效的实施办法。对不同加载速率条件下受压缩的药柱中细观组织进行了观察、分析、比较，首次给出国产Ｃｏｍｐ．Ｂ炸药装药的原始细观组织形貌，以及快速加载后药柱中细观组织形貌。经过分析，得到冲击载荷下炸药装药中绝热剪切带形成、发展的定性认识，为分析Ｃｏｍｐ．Ｂ炸药装药受冲击载荷时热点形成机理提供了一些有益的实验依据。     

一种工业CT定量检测炸药装药密度的方法

为了定量检测炸药的装药密度,提出了一种工业CT测量炸药装药密度的线性换算法。用蒸馏水制备已知密度的盐溶液作密度标准件,对该方法进行了验证。用该方法测量了某战斗部产品实际装药密度和某种炸药药柱的密度。结果表明,该法与排水法测量装药密度或药柱密度之间的误差为1%。认为线性换算法简单、实用,能用于检测结构简单样品的装药密度。     

大口径炮弹一次注装TNT的探讨

一、概述螺装的 TNT 药柱,密度较低,一般在1.47～1.50左右;强度也低,药柱在贮存一段时间之后,在大于螺杆直径的部位,发生粉化现象。由于装药密度低,弹丸威力也小。此外,由于药厂生产的 TNT 纯度越来越高,油性降低,螺旋装药也越发困难,容易产生大量废品;也有大量的 TNT 因不适用于螺装而报废。注装的 TNT 药柱,密度比螺装的高,通常为1.56～1.60;药柱的强度较好。由于装药密度提高了,以122榴弹来说,可以多装300克左右的炸药;其爆速也可以提高300米左右。所     

钝感复合装药结构枪击试验尺寸效应的数值模拟

利用有限元软件AUTODYN对钝感复合装药药柱进行枪击感度数值模拟。结果表明,外层采用TATB钝感炸药,内层采用PBX-9404高能炸药的复合装药结构既可减小炸药的枪击感度,又能得到比单一钝感炸药高的能量输出。通过分析装药结构的尺寸效应,得到装药结构与枪击感度的对应规律。     

温度循环载荷作用下压装A-IX-II装药的裂纹机理研究

为了研究压装A-IX-II炸药装药对环境温度的适应性,通过-54~71、-15~71、-54~60、-54~55℃四个温度范围的高低温循环试验研究了1.65、1.70、1.75g/cm3三种装药密度和Φ60mm×60mm、Φ40mm×40mm两种尺寸的A-IX-II炸药药柱裂纹产生的规律,讨论了高低温循环试验中A-IX-II炸药药柱裂纹形成的机理。通过裂纹出现的位置、钝感剂性质和加载温度范围分析了导致A-IX-II炸药药柱产生裂纹的原因。结果表明,在温度循环载荷下高密度和大尺寸药柱更容易产生裂纹。导致A-IX-II炸药药柱产生裂纹的可能原因有两种:一是在老化过程中钝感剂石蜡/硬脂酸体系液化和局部流失使药柱的结构强度下降;二是热胀冷缩形变产生的应力使药柱结构完整性最终被破坏;同时,基于这两种因素解释了药柱密度和尺寸对裂纹产生的影响。     

储氢型乳化震源弹配方设计及爆轰性能研究

为了提高乳化震源弹的爆炸威力和抗压性能,同时减少环境污染和安全隐患,设计了一种储氢型乳化震源弹,以TiH_2-玻璃微球复合敏化的乳化炸药作为起爆药柱,MgH_2化学敏化的乳化炸药作为主装药。利用猛度实验、爆速实验、水下爆炸实验和冲击波动压实验,分别研究了TiH_2-玻璃微球复合敏化乳化炸药的爆炸威力和MgH_2化学敏化乳化炸药的爆炸威力及抗压性能。结果表明,与传统乳化震源弹相比,储氢型乳化震源弹中TiH_2-玻璃微球复合敏化的乳化炸药爆炸威力大,铅柱压缩量为23.80mm,达到军用炸药猛度,同时爆速达到4 659m/s,适合作为起爆药柱代替TNT起爆药柱;MgH_2化学敏化乳化炸药的爆炸威力大且抗压性能好,峰值压力、比冲量、冲击波总能较传统玻璃微球敏化炸药分别提高了8.7%、12.4%、33.0%,适合作为主装药代替乳化炸药主装药;采用储氢型乳化震源弹替代传统震源弹具有较好的应用前景。     

温度循环载荷作用下压装A-Ⅸ-Ⅱ装药的裂纹机理研究

为了研究压装A-Ⅸ-Ⅱ炸药装药对环境温度的适应性,通过-54~71、-15~71、-54~60、-54~55℃四个温度范围的高低温循环试验研究了 1.65、1.70、1.75g/cm3 三种装药密度和Φ60mm×60mm、Φ40mm×40mm两种尺寸的A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱裂纹产生的规律,讨论了高低温循环试验中A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱裂纹形成的机理.通过裂纹出现的位置、钝感剂性质和加载温度范围分析了导致A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱产生裂纹的原因.结果表明,在温度循环载荷下高密度和大尺寸药柱更容易产生裂纹.导致A-Ⅸ-Ⅱ炸药药柱产生裂纹的可能原因有两种:一是在老化过程中钝感剂石蜡/硬脂酸体系液化和局部流失使药柱的结构强度下降;二是热胀冷缩形变产生的应力使药柱结构完整性最终被破坏;同时,基于这两种因素解释了药柱密度和尺寸对裂纹产生的影响.     

限定条件下聚黑炸药烤燃试验及热起爆临界温度的数值计算

采用自行设计的烤燃试验装置,以1.0℃/min的升温速率并采用恒温控制技术对聚黑(JH)炸药进行了不同温度下的50min恒温烤燃试验;用FLUENT软件对不同升温速率和装药尺寸的聚黑炸药热起爆临界温度进行了数值计算。结果表明,炸药存在一个热起爆临界温度,炸药置于恒定高温环境中比慢速烤燃更危险,发生反应的环境温度更低,响应更剧烈。随着升温速率的增加,药柱的热起爆临界温度缓慢升高,当升温速率大于10.0℃/min时,热起爆临界温度均为197℃。药柱的长径比相同时,随着药柱尺寸的增加,聚黑炸药的热起爆临界温度逐渐降低,当药柱尺寸增加到一定值时,药柱尺寸对聚黑炸药热起爆临界温度的影响将减弱。     

冲击加载下分步压装装药抗过载响应特性的数值模拟与实验

为研究冲击加载下分步压装装药的响应特性,利用ANSYS/LS-DYNA软件对分步压装含铝炸药大型落锤冲击加载过程进行了数值模拟,得到不同密度分布状态药柱在冲击载荷作用下的应力分布及形变特征。探讨了径向密度差对分步压装装药撞击安全性的影响,并进行了实验验证。结果表明,与传统模压成型药柱不同,冲击加载下分步压装药柱中心区的响应应力大于边缘区,且1/2半径处的炸药微元具有较大的径向流动速率。实验验证结果与模拟结果一致。由于径向密度差的存在,冲击加载下分步压装装药内部应力分布不均,使得炸药颗粒呈现由中心向边缘流动的趋势,进而增加分步压装装药内部"热点"形成的几率。     

分步压装装药的安全性分析

介绍了分步压装工艺中装药结构的特点,利用大型冲击模拟加载装置对不同密度的高能炸药药柱进行了安全性模拟实验,并对实验结果进行了理论分析。结果显示,在无缺陷条件下,装药点火阈值较高;在含缺陷条件下,孔隙率越大,点火阈值越高,说明提高装药质量,可以提高装药的抗过载安全性;装药中保持一定的孔隙率可以提高装药的抗过载能力,从而说明了分步压装工艺装药密度分布对装药的抗过载安全性是有利的。     

含AP炸药装药在剪切加载下的动态响应特性

采用小落锤加载装置和自行设计的剪切装置研究了含AP及不含AP的两种炸药装药在剪切加载下的动态响应特性,分别采用高速摄影和扫描电镜记录了装药动态响应过程和晶体的微观状态。结果表明,含AP炸药装药的临界点火阈值为1.0m,不含AP炸药装药的临界点火阈值为1.2m,表明AP的加入使整个炸药装药变得敏感;炸药药柱在加载作用下主要经历冲击、塑性流动、剪切、飞散、反应等阶段;剪切加载后的AP晶体损伤以剪切变形和穿晶断裂为主,而RDX晶体以塑性变形和破碎为主,差异主要与AP晶体的力学强度较低及没有明确的熔点性能有关。     

炸药由燃烧转爆轰

一、研究炸药由燃烧转爆轰的意义1. 燃烧转爆轰的难易可作为划分起爆药和猛炸药的判据之一炸药由燃烧可以转变为爆轰,不管是起爆药还是猛炸药,这种性质是它们的共性。一般讲,起爆药可以在不加限制的装药条件下由点火燃烧转变为爆轰,并且从不会熄灭;但猛炸药一般必须由冲击波引起它的爆轰,在装药尺寸不是非常大的情况,由点火燃烧转变为爆轰必须在强的限制条件下才有可能。另外,起爆药由燃烧转变为爆轰非常迅速,如叠氮化铅,由点火到爆轰的时间仅为1. 2±0. 5μs,药柱燃烧的长度小于2mm;而猛炸药则需要长得多的时间和药柱燃烧长度,如 D.price 等对73. 4%TMD(最大理论密度)的 TNT,测得其燃烧转爆轰所需的时间为180μs 左右,药柱燃烧长度为147±5mm(TNT 装药和点火药之间加了     

DNAN基熔铸混合炸药慢烤燃的尺寸效应

利用自行设计的烤燃试验装置,采用多点测温方式,以1.0℃/min的升温速率对3种不同装药尺寸的DANA基熔铸混合炸药进行慢烤,测量烤燃弹的温度变化,以此为基础,建立烤燃弹的计算模型,利用FLIENT软件对不同装药尺寸的烤燃弹进行了数值模拟,研究装药尺寸对DNAN熔铸混合炸药烤燃响应特性的影响。结果表明,约束条件和升温速率不变时,装药尺寸对DNAN基熔铸混合炸药的响应温度有明显影响,装药直径为19mm的烤燃弹在升温速率1.0℃/min下,当长径比小于4时,炸药的响应温度随长径比增大呈指数降低趋势,同时响应时间随装药尺寸增大也呈指数衰减;当长径比大于4时,炸药的响应温度趋于恒定,响应时间也基本不变。在升温速率不变时,DNAN熔铸炸药的相变温度与尺寸无关,在1.0℃/min升温速率下的炸药点火位置均在药柱中心,点火区域与装药尺寸呈几何相似。     

破甲战斗部精密装药基础及实验研究

论述了影响破甲战斗部精密药柱压制成型的基础因素,对压制过程进行力学分析,利用塑料粘结炸药,针对影响装药密度的因素进行了实验研究。     

含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析及热点形成机理的数值模拟

围绕炸药装药的热点／起爆机制，在Ｐｅｒｚｙｎａ弹粘塑性本构模型的基础上，作了适当的补充和修正，在流动参数γ中计入温度和压力的影响，并考虑到固体炸药的热软化效应，将弹性模量也视为温度的函数，对稳态温度场中受冲击载荷作用的炸药药柱进行了弹粘塑性分析。动态有限元计算结果表明，计算曲线和实验曲线有很好的近似。本文所采用的本构模型和计算方法对于含能材料在冲击载荷下动态响应的有限元分析以及炸药装药中热点形成机理的数值模拟提供了良好的基础     

典型炸药药柱撞击感度的试验研究

为了研究炸药成型药柱和粉状炸药撞击感度的差异,利用炸药药柱撞击感度试验装置,对5~10g量级的3种炸药药柱(TNT、Tetryl和钝化RDX)进行了撞击感度试验,分析了炸药种类、药柱高度和药柱温度对炸药药柱撞击感度的影响。结果表明,炸药药柱和粉状炸药的撞击感度趋势基本一致,但炸药药柱的撞击能(E_0)明显大于粉状炸药,对于TNT、Tetryl和钝化RDX 3种炸药,炸药药柱的撞击能与粉状炸药的临界撞击能之比(E_0/E_(50))在2.6~4.9之间;随着药柱高度由10mm增至20mm,Tetryl药柱撞击感度下限(H_0)由40cm增至105cm;药柱的温度也对炸药撞击感度有显著的影响,随着药柱温度由-40℃升至70℃,JO-8药柱撞击感度下限(H_0)由30cm升至50cm;炸药药柱的撞击感度由炸药原材料、炸药药柱的物理与化学性质等多个因素决定。     

高威力震源药柱的配方研究

在普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药组分的基础上,加入高能添加剂铝粉,通过内装药配方的优化设计和实际爆炸性能的测定,确定了高威力震源药柱内装炸药的配方为膨化硝铵67．3％、木粉1．O％、柴油0．3％、石蜡0．7％、梯恩梯25．O％、铝粉5．7％。试验表明,高威力震源药柱内装药爆炸性能优良,作功能力比普通热塑型膨化硝铵震源药柱内装药提高15％。将聚能效应用于震源药柱,使高威力震源药柱具有更好的勘探效果。     

DNAN基高致密熔铸炸药装药安全性研究

文章从熔铸炸药的一般性质入手,分析了以球形化RDX/DNAN为基的高致密熔铸炸药装药的可行性与优越性;通过制备一定量的RDX/DNAN和RDX/TNT熔铸炸药药柱,采用GJB炸药试验方法,进行密度和冲击波感度测试。试验结果表明,相同配比下使用球形化RDX的TNT基高致密熔铸炸药相对于使用普通RDX的TNT基高致密熔铸炸药,其密度更高,冲击波感度略有降低。而相同RDX含量下,将载体由TNT改为DNAN,其冲击波感度又降低了超过15%,安全性得到了极大的提升。