RDX基PBX炸药烤燃试验与数值计算

对RDX基PBX炸药进行了烤燃试验,建立了炸药烤燃计算模型,其中加入了Frank-Kamenetskii、SestakBerggreen和McGuire-Tarver反应模型,采用流体力学计算软件Fluent进行了数值模拟.试验结果表明,PBX炸药在1K/min升温速率下发生剧烈反应的时间为176.0min,此时试样中...     

基于ABAQUS的PBX炸药烤燃试验数值计算

建立了炸药烤燃过程的三维计算模型,采用Frank-Kamenetskii模型描述炸药自热反应的放热过程,编写了ABAQUS有限元软件的用户子程序HETVAL,模拟计算了不同升温速率、装药尺寸和壳体厚度等条件下PBX炸药的烤燃过程,分析了点火位置的分布规律。计算结果表明,随升温速率的增加和装药长径比的减小,点火位置从PBX炸药内部移向边缘;随着升温速率的增加,炸药的点火时间显著缩短;装药尺寸和壳体厚度对PBX炸药点火时间和点火温度的影响较小。     

高固含量HMX基浇注PBX的烤燃试验研究

参照美国MIL-STD-2015C非核弹药的危险性评估试验,研究了新研制的高固含量HMX基浇注PBX(PBX-9010)的热刺激响应特性,进行了升温速率为1、3、10和100℃/min的烤燃试验,用SEM、XPS和DSC-TG对烤燃试验前后的PBX-9010样品进行了表征。结果表明,PBX-9010炸药均发生了燃烧的低等级反应,是一种高安全性不敏感炸药。升温过程中PBX-9010炸药表面出现"脱粘"现象,烤燃分解反应是由HMX的热分解反应引起,HMX的晶型转变和黏结剂对烤燃试验结果均有重要影响。     

不同约束条件下钝化RDX的烤燃响应特性

以2℃/min的升温速率对带壳的钝化RDX炸药进行慢烤试验,研究了不同约束条件下钝化RDX的烤燃响应特性.结果表明,材料相同时,随着厚度的增加炸药耐烤燃时间随之增长,但反应的剧烈程度逐渐减弱;厚度相同时,耐烤燃特性随材料物理性能的不同发生变化.根据材料力学理论和传热学理论,对所产生的现象进行了分析.结果表明,材料相同时,增加壳体的厚度,可以提高钝化RDX的热安定性;材料不同时,采用热导性低的材料可以提高炸药的热安定性.     

壳体密封性对小尺寸弹药快速烤燃响应规律的影响

选用钝化RDX原料,对不同密封性的装药壳体进行弹药的快速烤燃试验.利用热电偶测得了弹药壳体不同位置的温度变化,并将自行编制的软件应用到试验时间和温度的同步采集中,分析了不同密封条件下弹药的响应规律.结果表明,软件能够精确采集温度随时间变化的曲线;在相同装药条件下,随壳体密封性的增强,壳体破裂程度越大,破片越碎小,炸药发生快速烤燃反应的剧烈程度也越大.     

超细HNS在非限制条件下的烤燃试验

为了获得六硝基芪的烤燃响应特性,对六硝基芪进行了非限制条件下的程序升温烤燃试验.结果表明,随着升温速率的增加,HNS的起始反应温度呈升高的趋势.3.3℃/h升温速率下3种尺寸的HNS药柱只发生热分解反应,且反应后发现大量黑色残留物.在5℃/min和10℃/min条件下药柱发生燃烧或不完全燃烧反应,均没有发生爆炸现象.几...     

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。     

物理界面对炸药慢速烤燃特性的影响

利用自行设计的烤燃试验装置,在1℃/min的升温速率下对RDX基高能炸药进行了慢速烤燃试验。用FLUENT软件进行了模拟计算,研究了3种物理界面(空气、T-09耐烧蚀隔热涂料和GPS-2硅橡胶涂料)对炸药慢速烤燃特性的影响。结果表明,物理界面是影响炸药慢速烤燃响应特性的重要因素。相同条件下,物理界面为空气时,能增加烤燃弹的烤燃响应温度、响应时间以及烤燃响应的剧烈性;物理界面为惰性材料时,能增加烤燃弹的烤燃响应温度、响应时间,降低烤燃弹烤燃响应的剧烈性。数值计算结果表明,炸药慢速烤燃响应温度及烤燃时间受物理层厚度的影响,物理层厚度为0~5mm时,炸药烤燃响应温度、烤燃时间随着物理层厚度的增加而增大;物理层厚度为2.5mm时,炸药烤燃响应温度、烤燃时间达到最大值,之后随着物理层厚度的增加而减小。     

GHL01炸药烤燃实验的尺寸效应与数值计算

在不同升温速率下,对不同尺寸的GHL01炸药装药进行了烤燃实验,建立了烤燃实验的计算模型。分析了装药尺寸对炸药烤燃临界环境温度和响应程度的影响,根据实验结果标定了反应模型的动力学参数。结果表明,GHL01炸药的烤燃实验存在一个临界升温速率,当升温速率大于临界升温速率时,随着装药直径的增加,炸药发生点火的临界环境温度增大,当升温速率小于临界升温速率时,随着装药直径的增加,临界环境温度先减小后增大,存在极小值(即最小临界环境温度),且随着升温速率的减小,最小临界环境温度降低。GHL01炸药的临界升温速率为0.2~0.4K/min。按照GHL01炸药点火的原因不同,提出了以临界升温速率作为慢速烤燃和快速烤燃的分界点。     

高能低易损性发射药试验研究

通过对低易损性发射药用粘结剂、增塑剂、燃烧改良剂的选择和配方设计及理论计算,并结合试验研究,对所设计配方的能量、燃烧及力学性能进行了试验论证,基本确定了以RDX为含能填料、惰性和含能复合粘结剂、复合增塑剂及燃烧改良剂和力学性能改善剂所组成的低易损性发射药配方类型;证明了采用溶剂法挤压成型工艺技术路线的可行性.     

低易损炸药的评价方法

讨论了评价炸药易损性的方法,对炸药及其制品在整个研制、生产、运输、储存、使用过程中可能存在的安全因素进行分析,在几年试验工作的基础上,分析、研究归纳提出了一套科学评价炸药易损性的方法,该方法对低易损炸药配方、装药、弹药设计等研究工作具有实际的指导意义。     

新型乳化炸药基质的稳定性研究

采用SEM观察了高含量的Fe3 和Mn2 的新型乳化炸药基质的分散相液滴形态.并对其存储稳定性和热稳定性进行了初步研究.结果表明,在常温下(25℃)该乳化基质的存储时间不超过24 h,而且对温度相当敏感,在70℃只能稳定存在20 min.NH4NO3使含有Fe3 和Mn2 的乳化基质热分解速率显著加快近5倍.     

低热应力下石蜡对压装RDX基PBX炸药性能的影响

为了解石蜡在低热应力下对压装含Al粉RDX基PBX炸药性能的影响,用扫描电镜、聚焦显微镜、透射显微镜、X线断层摄影仪观察了药柱在55℃加热57d的的微观结构;测量了药柱的体积、质量和密度,并测试了其真空安定性、摩擦感度、撞击感度、抗压强度、抗剪强度。结果表明,加热后药柱中石蜡软化连接,黏结剂互相粘结;药柱质量减少0.1%,体积增加0.5%,平均密度减少0.6%,未见裂纹;摩擦感度从8%降至0,抗压强度增加30%,抗剪强度增加83%。说明低热应力并未影响药柱的撞击感度、安定性和结构完整性,此时药柱中的石蜡发生软化迁移,分布均匀化,使药柱压制成型时的缺陷得到修复,从而降低了药柱的摩擦感度,并提高了抗压强度和抗剪强度。     

温度冲击试验技术在混合炸药中的应用研究

应用炸药温度冲击试验技术，在－５４～＋７１℃之间考察温度突变对几种典型的混合炸药药柱尺寸的稳定性及力学性能的影响。     

PBX炸药剪切流动点火性能的实验研究

为了研究PBX炸药在完全约束加载和剪切流动加载下的点火性能,采用一级轻气炮对完全约束、剪切流动(不同开孔直径)的实验样弹进行加载,采用高速摄影记录了PBX炸药装药在冲击加载过程中的反应情况,并通过压力传感器测得了加载过程中的应力曲线。使用LS-DYNA软件对完全约束加载和剪切流动加载进行四分之一模型仿真计算,用完全约束下应力参数进行模型参数校核,使用校核的模型参数对剪切流动实验进行计算,获得了炸药在不同条件下的流动速率等参数。结果表明,炸药在剪切流动加载过程中相比于完全约束的装药更容易发生反应;剪切流动加载过程中,PBX炸药是否发生反应,不仅与剪切流动速率有关,而且还与单位时间流量有关,3 mm开孔直径单位时间流量比2 mm开孔直径增加62%。