甲基紫试验在长贮火药安定性检测中的应用

为确定甲基紫在长贮火药安定性检测中的可靠性,对选定的经过85℃老化试验的单基药、双基药、三基药试样,分别进行134．5℃和120℃甲基紫试验。用化学分析法测定了安定剂的含量,用方差检验法分析了甲基紫试验中的试纸变色时间和发射药中安定剂含量随老化时间的变化关系。结果表明,单基发射药、双基发射药、双基改性推进剂的甲基紫试纸变色时间随老化时间的变化显著,双基推进剂和三基发射药甲基紫变色时间随贮存时间的变化不显著。     

温度和湿度对发射药自燃的影响

为了解环境温度和湿度对发射药热自燃规律的影响,以某单基发射药为例,在实验室中进行小型实验.采用均热块模拟加热、加湿法,选用不同直径的反应器,改变反应器中发射药所处环境温度和湿度,得到温度-湿度-自燃时间数据.结果表明,均热块温度越高,单基发射药的自燃时间就越短;当均热块温度一定,绝对湿度从相对较小值逐渐增大时,单基发射药的自燃时间先是变短,当达到最小值后又逐渐变长,直到发射药不自燃.表明湿度对单基发射药自燃规律的影响显著.     

基于纯二次模型的单基发射药贮存寿命预测

利用MATLAB软件分别得到不同地区库存单基发射药贮存寿命与温湿度关系的拟合曲线,发现拟合曲线符合二次模型.利用环境特征相对典型地区的温湿度数据,建立了纯二次回归模型,得到贮存寿命与温湿度的回归方程.回归方程的剩余标准差和残差极小,表明拟合效果非常好,能够较准确预测不同温湿度条件下单基发射药的安全贮存寿命.     

高分子钝感发射药的低温感机理

为研究聚二甲基丙烯酸已二醇酯(D1)钝感的单基发射装药的低温度系数机理,在不同温度条件下,采用动态机械分析仪、材料试验机等研究了D1和单基发射药的物化性能(线膨胀系数及力学性能),通过密闭爆发器、中止试验等,对钝感多气孔单基发射药的燃烧性能进行了分析.结果表明,D1和单基药的热膨胀系数有较大的差异,中止燃烧破孔率常温小于低温.高分子钝感发射药的低温感效果是两种作用的综合结果:(1)由于发射药和钝感剂在不同温度下膨胀系数的差异,导致低温下钝感剂和发射药之间界面产生空隙,从而增加了发射药的低温燃面;(2)对于多孔钝感发射药,其低温破孔机理也发挥了一定的降低温度系数的效果.     

温度和湿度对发射药自燃的影响

为了解环境温度和湿度对发射药热白燃规律的影响，以某单基发射药为例，在实验室中进行小型实验。采用均热块模拟加热、加湿法，选用不同直径的反应器，改变反应器中发射药所处环境温度和湿度，得到温度-湿度-自燃时间数据。结果表明，均热块温度越高，单基发射药的白燃时间就越短；当均热块温度一定，绝对湿度从相对较小值逐渐增大时，单基发射药的白燃时间先是变短，当达到最小值后又逐渐变长，直到发射药不自燃。表明湿度对单基发射药自燃规律的影响显著。     

硝酸酯火药安全贮存寿命的预估方法和结果

介绍了热加速老化试验预估火药安全贮存寿命的方法原理。对硝酸酯火药进行不同温度（95,90,85,75和65℃）的热加速老化。以有效安定剂消耗一半所需时间（τ）作为安全贮存寿命的临界点,对不同温度（t）下的τ值,用线性最小二乘法按Bethelot方程进行线性回归,预测了硝酸酯火药在常温（30℃）下的安全贮存寿命。收集了80余种硝酸酯火药安全贮存寿命的预估结果。结果发现,一般单基、双基、三基发射药和双基推进剂的安全贮存寿命在40a以上,而加入AP、TEGN等成分改性的双基发射药和推进剂安全贮存寿命大多低于40a。比较了4个温度点与5个温度点回归处理结果的差异。提出取消90℃试验,必要时增加55℃试验的建议。根据硝酸酯火药老化分解速率的温度系数和低温试验统计结果,提出单温度（65℃）短周期预测硝酸酯火药安全贮存寿命的简便方法。     

片状多层发射药的内弹道性能

制备了片状多层发射药,内层选用燃速较高的高能发射药,外层为含有高分子阻燃材料的低燃速配方发射药.对不同阻燃剂含量和不同厚度比的片状多层发射药进行了密闭爆发器实验和30 mm模拟弹道炮试验.结果表明,外层阻燃剂含量不同的MD1和MD2多层发射药均有较好的燃烧渐增性,外层阻燃剂含量较高的MD2多层发射药的燃烧渐增性要优于MD1多层发射药;在保证最大膛压基本不变的情况下,外内层厚度比为1∶10的MD1发射药的初速较5/7单基药的初速提高77.4 m/s,外内层厚度比为1∶5的MD2初速较5/7单基药的初速提高108.7 m/s.因此得出,通过调节多层发射药外层阻燃剂含量和外内层的厚度比,可以实现增加装药量、提高炮口初速而保持最大膛压不变.     

甲基紫法对单基硝酸铵发射药安定性的研究

采用甲基紫法研究单基硝酸铵发射药的安定性,探讨了硝酸铵含量、吸湿性及包覆层厚度对单基硝酸铵发射药安定性的影响。结果表明:在发射药中添加一定含量的硝酸铵制成单基硝酸铵发射药后,其安定性符合要求;随硝酸铵含量增加发射药安定性增加;硝酸铵发射药吸湿后安定性降低;包覆层数对其安定性影响不大。     

发射药用聚二甲基丙烯酸乙二醇酯钝感包覆层性能研究

为研究高分子钝感发射药改变燃烧规律的机理,研究了其涂覆层的聚合条件.通过改变聚合方式、温度、时间、引发剂、聚合界面的方法,探讨了涂覆层的聚合工艺;通过材料试验机试验和热分解试验,研究了聚二甲基丙烯酸乙二醇酯(PEDMA)涂覆层在不同温度下的力学性能及其热分解规律.研究发现,采用合适的工艺可制得钝感发射药;PEDMA在单基药表面形成钝感层且存在过渡的互穿网络结构,涂覆层和基体药的力学性能受温度影响差别较大,这一特性是高分子钝感药温度系数低的原因之一.热分解研究表明,PEDMA钝感发射药改变了传统单基药的燃烧规律,具有延迟点火和变燃速的特点.     

一种新型LOVA发射药点火性能的研究

采用点火模拟试验方法，对新型LOVA发射药的点火性能进行了研究，提出了一种预估发射药点火难易的方法。结果表明：在相同的试验条件下该LOVA发射药较单基药难点燃；在密闭爆发器实验中延迟时间短的发射药相应地在点火实验中较容易点燃。     

包覆硝酸铵发射药界面力学性能研究

研究包覆硝酸铵发射药的界面力学性能。采用拉伸剪切和压缩的方法测定在不同硝酸铵含量、不同硝酸铵粒径、不同温度下包覆硝酸铵发射药的界面剪切强度。实验结果表明,随着硝酸铵含量的升高,发射药的界面剪切强度先上升再下降;随着硝酸铵粒径的降低,发射药的界面剪切强度不断下降;随着温度的升高,发射药的界面剪切强度先升高再降低。     

Experimental Research on Cohesion and Internal Friction Angle of the Double‐base Propellant

A conventional triaxial confining pressure test was designed to suit the working environment of propellant grain. The mechanical properties of the double‐base propellant under varied confining pressure conditions were studied and analyzed. The results show that confining pressures have a pronounced influence on the mechanical properties of propellant materials. The yield value and compressive strength of propellant material increase as the confining pressure increases. The propellant material shows great ductility before it is destroyed, the ductility of propellant material increases with an increase in the confining pressure. The yield values and failure values of the propellant materials show linear relationships with the confining pressures. According to the Mohr‐Coulomb theory, the cohesion and internal friction angle of the double‐base propellant material were obtained. The influence factors of cohesion and internal friction angle of the double‐base propellant material are analyzed. The failure process and mechanism of propellant materials under varying confining pressures were studied. These projects have contributed to the understanding of the innate character of propellant materials and explain the damage and destruction of the structures and components. With this information, measures can be taken to improve the quality and structural performance of propellant grain. The information collected herein may lay the foundation for yield criteria and viscoelastic‐plastic constitutive model of propellant materials.     

FRP管增强混凝土结构的轴压极限强度

通过对组合结构轴心受压后期强化阶段力学特征及组分材料相互约束条件的研究,归纳出FRP管与核心混凝土的轴压极限应力预测公式;运用合成法得到FRP管混凝土的轴压极限强度;分析了各设计参数对组合结构轴压极限强度的影响。结果表明,纤维缠绕角与组合结构轴压极限强度之间呈非线性变化状态,且在不同的缠绕角范围内,轴压极限强度的变化趋势不同,组合结构达到强度极值点的纤维最佳缠绕角为72°。而约束管含量比与轴压极限强度之间近似呈正比关系。     

端面粘贴包覆火药界面粘结强度研究

包覆火药装药控制燃气生成速率，降低弹性温度系数，提高弹丸初速的效果部分来自于包覆层的作用，对预制包覆层端粘包覆火药，其包覆层的厚度，密度，强度等性能已根据弹道和装药表确控制，包覆层与基药的界面粘结度就决定了包覆层控制燃气生成速率的有效性和可靠性，它是检验端面粘贴包覆火药工艺质量的关键指标，本文采用落锤实实验检包覆火药的界面结强度，研究了粘结工艺条件对端面粘贴包覆火药界面粘结强度的影响，通过实验选择出了合适的粘结剂及粘结工艺条件，制备了界面粘结强度良好的端面粘贴包覆火药。     

基于遗传神经网络的NEPE推进剂寿命预估

将遗传算法和神经网络相结合,建立了NEPE推进剂寿命预估的遗传神经网络(GA-BP)模型.以推进剂拉伸强度下降至原来的50%作为失效判据,利用GA-BP模型预估了NEPE推进剂在常温(20℃,相对湿度65%)下,可靠度为90%时的贮存寿命约为12.5年.结果表明,该模型预估精度高,泛化能力强.     

Factors affecting the suitability of fly ash as source material for geopolymers

The suitability of fly ash stock piles for geopolymer manufacturing was studied. The results of chemical analyses, X-ray diffraction (XRD) and particle size distribution (PSD) of five sources of fly ash obtained from coal-fired power generating plants in the US are presented. Geopolymer paste and concrete specimens were prepared from each stock pile. The specimens were subjected to an array of chemical and mechanical tests including XRD, RAMAN spectroscopy, setting time and compressive strength. A correlation study was undertaken comparing the fly ash precursor chemical and crystallographic compositions as well as particle size distribution, with the mechanical and chemical characteristics of the resulting geopolymer. Factors inherent to the fly ash stockpile such as particle size distribution, degree of vitrification and location of the glass diffraction maximum were found to play an important role in the fresh and hardened properties of the resulting geopolymer.     

KH550改善硝基胍发射药低温力学性能研究

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性,使用硅烷偶联剂(KH550)对硝基胍进行表面包覆处理,制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明,KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面,且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象;包覆后的硝基胍热分解性能稳定,KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大;与原硝基胍发射药相比,改性硝基胍发射药在低温(-40℃)环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温(-40℃)的燃烧相对陡度降低,燃烧更加稳定。     

Crack Initiation in Perforated Propellants under high strain rate impact conditions

The fracture behaviour of gun propellant grains during impact has been measured on a modified Hopkinson Bar which uses a projectile as the input bar. Evidence for the detection of initial minor crack formation in seven-perforated cylindrical specimens of single base, double base and triple base propellant is presented. Under compressive load (pressurization rates of 100 GPa/s-200 GPa/s), minor crack formation does not immediately result in large scale crack propagation or fragmentation of the specimens. The single base and triple base propellant are equally more resistant to crack initiation than the double base propellant when tested in either the end-on or side-on modes. Implications for munition survivability are discussed in terms of mechanical frictional effects caused during compressive loading of cracked propellant or compressive heating in propellant cracks during the ballistic cycle.     

高强度、高燃速丁羟推进剂配方工艺研究

对高不挥发物质量分数、高强度、高燃速丁羟推进剂进行了配方研究。采用了HTPB(端羟基聚丁二烯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)黏合剂体系及STR增强剂的固化网络,选用SX-1助剂以改善工艺性能,通过优化AP级配、调节混合工艺程序等方法,使推进剂具有不挥发物质量分数88%、密度1.82g/cm3、20℃抗拉强度σm3MPa、65℃抗拉强度σm≥2.3MPa,燃速35mm/s的良好性能,并具有药浆初始黏度低,工艺流动流平性好的特点。     

改性污泥制备泡沫混凝土的可行性研究

由于污泥在建材利用安全性方面存在较多质疑,致使污泥的建材利用一直得不到广泛推广。鉴于此,本实验对剩余污泥进行了改性处理,对改性后获得的泥渣与污泥蛋白液的特性进行了分析,同时对不同泥渣与泡沫掺量下的泡沫混凝土强度和耐火特性进行了研究。结果表明,改性污泥制备泡沫混凝土不存在安全隐患,获得的污泥蛋白发泡剂具有良好的发泡性能。制备的泡沫混凝土具有良好抗压强度、抗折强度,满足行业标准;同时泡沫混凝土的干密度、抗压强度及抗折强度都随着泡沫量的增加而降低;随着污泥渣的增加,泡沫混凝土的干密度和抗折强度下降,抗压强度则呈现先增加而后降低的趋势,在污泥渣质量分数为4%时,抗压强度最佳。耐火试验显示泡沫混凝土具有良好的耐火性能。因此,应用改性污泥制备泡沫混凝土具有较强的可行性。