浇注型PBX炸药的动态力学性能研究

为了解浇注型PBX炸药在过载冲击环境下的动态力学性能,利用分离式Hopkinson压杆技术对典型浇注传爆药PBXN-110进行了相关试验研究,得到了相应的应力——应变关系曲线。同时,利用高速摄影及扫描电子显微技术观察了试验的宏观破坏过程及状态,并分析了试样的微观损伤模式,最终利用"朱-王-唐"模型拟合了该传爆药的本构关系曲线,拟合结果比较理想,可以作为PBXN-110传爆药动态力学性能的数学模型表达。     

不同装药工艺对装药安定性的影响

利用大落锤撞击模拟加载装置,对注装、压装、浇注三种装药条件下的不同炸药进行了加载应力试验,并对三种装药工艺进行了地面动态装药安定性打靶试验,试验结果表明,在装药其它条件相同的情况下,压装药相对钝感,其安定性优于注装药及浇注药。     

一种微小型错列式传爆序列的研究

针对微通道传爆,设计了一种装有条形导爆药的微小型错列式传爆序列,改进了条形装药的压装方法。在条形导爆药两端分别使用微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成具有两个直角的传爆通道,进行雷管对正的传爆试验和雷管错列的隔爆试验。结果表明:改进后的压装方法工艺性良好;0.8 mm药高的条形导爆药传爆可靠,雷管与导爆药最近距离为2 mm隔爆安全。     

一种平板式微小型爆炸序列的传爆性能研究

设计了一种平板式微小型爆炸序列,将HMX基导爆药JO-9C(Ⅲ型)在薄板空腔内压装成长条形代替柱形导爆药,在其两端分别使用轴向与条形导爆药表面垂直的微小型电雷管和传爆管作为输入和输出,形成包含两个直角的传爆路径。对比研究了不同温度(高温、低温、常温)条件下的爆炸序列在条形导爆药高度为0.8 mm和1.8 mm时的传爆性能。结果表明:微小型电雷管、传爆管与药高为0.8 mm的条形导爆药组成双直角传爆路径的爆炸序列能够逐级传爆;爆炸序列温度越高,作用后对约束件破坏性越大。     

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。     

聚能装药用多点同步起爆网络设计

为提高爆炸网络的传爆同步性和起爆能力,以亚微米级 HMX/DNTF 熔铸炸药作为沟槽装药、亚微米级HMX 为基的JO-11C 传爆药作为传爆药,设计了一种聚能装药用“一入八出”式多点同步起爆网络,采用传爆药轴向钢凹法研究了多点同步起爆网络的起爆、传爆、隔爆情况和起爆能力,并应用PXI数据采集仪对多点同步起爆网络的同步时间进行了测试。结果表明：该起爆网络起爆后钢鉴定块的凹陷深度明显且均匀对称分布,同步性误差不超过100ns,起爆能力的钢凹值比JO-9C传爆药的高7.45%。     

以RDX为基的浇注PBX力学性能与本构模型

为研究一种黑索今(RDX)基浇注高聚物粘结炸药(PBX)的力学性能与本构模型,利用INSTRON材料试验机及改进分离式Hopkinson压杆(SHPB)进行了准静态和动态单轴压缩实验,获得了材料在10-4~10-2s-1及843~1490 s-1应变率范围内的应力-应变曲线。结果表明:该浇注PBX的变形过程分为线性段、强化段和软化段。准静态加载下该浇注PBX具有明显的应变率效应,其弹性模量、压缩强度、临界应变与相对对数应变率之间近似呈线性关系;而在实验应变率范围内,动态加载下特别是加载初期应变率效应不明显,同时发现其破坏准则由应力控制,材料在12MPa附近发生破坏。借鉴推进剂及橡胶材料本构关系的研究结果,分别提出了能描述浇注PBX一维动、静态压缩力学行为的率相关本构模型,该模型与实验结果误差小于10%吻合较好。     

约束条件对微尺度装药爆轰影响规律研究

采用锰铜压阻法对微尺度装药条件下JO-9C的爆压进行实验测定,得到了不同装药条件下的爆轰传播规律.实验结果表明:在同一装药直径下,JO-9C传爆药的爆压值随约束强度的降低而下降,且直径越小,约束条件的影响越为显著;在同一约束条件下,装药的爆压值随着直径的减小而减小,直径越小,爆压值下降速度越快.研究结果对微型火工品的设计具有指导意义.     

PBXN-5装药直径及约束条件对爆压的影响

采用锰铜压力传感器法，对不同直径和约束条件下PBXN－5装药的爆压进行了测试研究。给出了特定装药条件下PBXN－5的爆压值，定性分析了装药直径及约束条件对爆压的影响。     

微通道挤注药剂配方与装药工艺研究

针对起爆逻辑网络,探索采用奥克托今（HMX）基塑性粘结炸药作挤注型传爆药,运用分段挤压注入沟槽的工艺方式对直线微通道装药。通过正交试验研究了HMX粒度、Viton A含量、增塑剂种类及用量对装药与传爆性能的影响。结果表明,实验塑性炸药挤注工艺用于小尺寸传爆沟槽装药可行,装药致密、均匀;细化HMX含量为97%的传爆药不适于挤注装药;粘结剂低于3%时,挤注药体成型变差;增塑剂用C2与C3的塑性炸药表面更平滑,柔韧性更强;达到可传爆密度的前提下,HMX中小粒度颗粒维持相当含量是沟槽传爆药可靠传爆的必要条件;E级HMX 47.5%、细化HMX 47.5%、Viton A 5%、增塑剂C3 2%（外加）为最优挤注型传爆药装药配方,装药平均密度1.44g/cm3,1mm×1mm沟槽内平均爆速达6959m/s,直线传爆临界直径0.5mm.     

动压下组分结构变化与乳化炸药减敏关系研究

乳化炸药由乳化基质和敏化载体构成,采用水下爆炸测试方法对乳化基质在动压作用下的结构变化进行了实验研究,并对受压前后的乳化基质进行了显微观测。结果表明,敏化载体破坏和乳化基质微观结构发生变化是造成乳化炸药减敏的原因,其中敏化载体破坏是造成减敏的主要原因。对三种不同方式敏化的乳化炸药的抗压性能进行了测试,结果表明,玻璃微球敏化的乳化炸药最好,化学发泡敏化的次之,膨胀珍珠岩敏化的最差,三者的临界减敏压力分别为134.66 MPa,99.83 MPa和27.13 MPa。     

炸药冲击损伤的实验研究

采用低速气炮对B炸药和PBXN—5高聚物粘结炸药进行冲击损伤加载。通过控制弹速对试样进行不同程度的损伤，同时记录冲击加载过程中应力变化过程。对冲击损伤形貌进行显微观察，同时对冲击损伤前后试样密度和声衰减进行测量。结果表明，B炸药和PBXN—5炸药均表现出脆性材料的损伤特征，但其材料组成上的不同也导致了二者损伤特征有所差异。     

两种新型炸药的准静态力学性能

为推动炸药在侵爆战斗部中的应用,采用万能材料试验机对HMX 基压装高聚物粘结炸药(polymer bonded explosive,PBX)和DNAN 基熔铸炸药的准静态力学性能进行研究。获得2 种炸药在2.0×10-5 s-1～1.0×10-3 s-1 应变 率范围内的应力应变试验数据。结果表明：2 种炸药的力学性能均具有明显的应变率效应,但前者失效应变约为后 者的6 倍,呈现出较大区别。基于唯象方法,建立描述2 种炸药1 维准静态压缩力学行为的幂指数硬化本构模型, 并拟合得到本构模型参数。通过与试验结果对比表明,模型计算结果与试验结果误差小于3%,吻合较好。该研究结 果可为描述2 种炸药的力学行为提供参考。     

RDX为基的PBX炸药压制过程损伤形成研究

黑索今(RDX)属于非补强性填料,与黏结剂的结合效果差,当其受到载荷作用时,黏结剂与RDX间的界面结合容易被破坏,黏附失效而导致黏结剂从固体颗粒表面脱离,容易出现产品缺陷,影响产品性能.为深入了解RDX为基的高聚物粘结炸药(PBX)压制过程的损伤形成规律,对以RDX为基的两种炸药配方进行压制实验,研究了压制条件及黏结剂选择等因素对炸药成型性能的影响规律.结果表明:控制降温速率、采取分段保压的方法可有效抑制炸药件内部损伤的形成;选择适当的黏结剂对提高RDX为基的PBX炸药压制件的成型性能具有重要作用,丙烯腈丙烯酸酯黏结剂与RDX之间的黏附性能要比F_(2311)好,该炸药配方压制出的炸药柱各方面性能良好,而以F_(2311)为黏结剂的炸药配方压制出的炸药柱不能满足使用要求,存在较大的质量缺陷.     

2,4-二硝基苯甲醚基不敏感熔注炸药动态力学性能

炸药动态力学性能是影响其安定性的重要因素。为揭示2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基不敏感熔注炸药的动态力学性能特征,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）实验对DNAN基不敏感抗过载熔注炸药的动态力学性能进行研究。通过入射波整形技术,实现了低阻抗、低强度的熔注炸药材料在SHPB实验中的应力平衡和恒应变率加载,得到65 s^-1、130 s^-1和200 s^-1等3种应变率下炸药的应力应变曲线;基于炸药应力应变数据,利用改进的Lesuer标定方法,获得该炸药的Johnson- Cook本构模型参数。结果表明：随着应变率的提高,该炸药失效应力逐渐增加,具有明显的应变率效应;拟合得到的Johnson-Cook动态本构模型能较好地预测该炸药在冲击载荷作用下的力学响应。     

冲击载荷作用下两种HMX基抗高过载炸药损伤特性

为研究炸药在高过载条件下的损伤特性及损伤破坏机理,选取两种不同成型工艺下(浇注,压装)的奥克托今(HMX)基抗高过载炸药作为研究对象,用冲击波感度试验对炸药进行冲击损伤,通过CT检测表征试验前后炸药的损伤程度,同时测试了冲击损伤后炸药的冲击波感度。CT检测结果表明,冲击损伤后压装成型炸药各观测界面均未出现宏观损伤,而浇注成型炸药在距见证板一端7~8mm位置,出现了长度7~8mm、直径1~2mm的孔洞,浇注炸药在距离下端面40mm以上,损伤后的CT值降低1%~5%,压装炸药在距离下端面50mm以上,损伤后的CT值升高1%~8%。冲击损伤后两种炸药的冲击波感度均降低,其中浇成型注炸药由未损伤时的临界隔板厚度25~27mm下降到13~15mm;压装成型炸药由未损伤时的临界隔板厚度38~40mm下降到30~32mm。     

钝感高能炸药几点认识与思考

钝感高能炸药(Insensitive High Explosive,IHE)概念核武器中的炸药件是引发核反应的初始作功能源,同时也是核武器安全的薄弱环节。由炸药件意外爆炸产生的化爆事故,可能导致放射性污染,甚至可能引起更严重的意外核爆。美国在这方面有许多惨痛的教训,曾出现过核武器空中跌落、飞机失事坠落燃烧等事故。核武器本质安全性的需求促使美国国会军事委员会于1978年提出在今后的核武器中要使用IHE(Slape,R.J.1984,MH-     

高起爆能力的新结构传爆药柱研究

在分析炸药冲击起爆理论的基础上，设计了环形和环锥形传爆药柱装药结构。利用轴向钢凹实验方法对新结构传爆药柱与常规圆柱形传爆药柱的起爆威力进行了对比实验。研究表明：新结构传爆药柱较常规圆柱形传爆药柱的起爆威力明显提高。研究结果对于解决钝感主装药的可靠起爆问题具有现实意义。     

微型爆炸网络用DNTF/HMX基传爆药研究

为了使爆炸网络装药在实现高爆速、高安全和小临界尺寸传爆的同时满足装药均匀性好、爆速极差小的要求,以3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)和奥克托今(HMX)为主体炸药,以含能聚合物聚叠氮基缩水甘油醚(GAP)为粘结剂,配以其它助剂,设计出一种适用于微小尺寸爆炸网络的DNTF/HMX基传爆药配方,并采用微注射工艺将其装入到微型爆炸网络沟槽中。采用扫描电镜(SEM)表征了主体炸药颗粒粒径和形貌并观察和测试了装药表面;采用X射线衍射仪(XRD)测试了主体炸药和装药后炸药的晶型;采用直线传爆临界尺寸实验测试了传爆性能;采用撞击感度与冲击波感度实验测试了配方的安全性能。结果表明:配方的炸药组分固含量为85%,固化成型后装药表面平整,颗粒分布均匀,炸药晶型未发生变化,沟槽中装药密度可达1.6 g·cm~(-3)(理论密度的92%)以上。在此装药密度下,该配方的直线传爆临界尺寸为0.6 mm×0.6 mm,在0.8 mm×0.8 mm的沟槽中爆速为7558m·s~(-1),爆速极差为29 m·s~(-1);撞击感度特性落高为45.2 cm(5.0 kg落锤),冲击波安全性试验小隔板厚度值为8.74 mm。     

某浇注PBX 炸药的起爆特性分析

为满足武器弹药对目标毁伤能力和安全性的需求,以某浇注PBX 炸药为对象,对其起爆特性进行分析。 介绍浇注PBX 炸药的性能特点,依据传爆药柱的选择原则,分别对临界直径和稳定爆轰进行测试,并对传爆药的匹 配性进行实验验证。实验结果表明：当传爆药量和药柱直径达到一定值时,该炸药能够可靠起爆和达到稳定爆轰。