用抛射弹撞击法(Steven试验)研究PBX-2炸药加速老化前后反应能力

采用2kg弹丸对55℃加速老化180天和540天的PBX-2炸药进行了Steven试验,试验中采用锰铜压力计测试了样品中的压力变化过程,通过高速录像照片和压力曲线分析了炸药点火反应的延迟时间,通过冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压。对加速老化前后炸药的试验结果进行了对比,试验结果初步表明加速老化前后的PBX-2炸药在Steven试验中发生反应的反应程度和受力过程并无明显变化。     

JB-9014炸药加速老化模拟研究

为了解老化对JB-9014炸药爆轰性能的影响,分析了JB-9014炸药加速老化的机理和效应。由JB-9014炸药在升温速率分别为5 K／min、10 K/min、20 K／min的热重曲线,用Ozawa公式和反应深度计算JB-9014炸药的热分解活化能、指前因子,机理函数和动力学方程。根据推导的动力学方程计算了JB-9014炸药在70℃、75℃加速老化过程中不同反应深度的密度、组成和生成热。进而通过VLWR爆轰程序计算JB-9014炸药的爆轰参数。研究结果表明,JB-9014炸药经过加速老化后,当密度减少时,爆速和爆压均有所降低。     

炸药底隙对炸药装药发射安全性的影响

为了避免炸药在发射环境下由于底隙中的空气受压缩加热引起膛炸,采用有限体积法,依据广义黏弹性统计裂纹本构模型,研究了在发射环境下炸药底隙对炸药装药安全性的影响。针对不同的炸药底部初始温度,分析了炸药内部应力和温度的分布规律,讨论了炸药底部温升与炸药点火的关系; 依据理想气体绝热压缩方程,定量地分析了炸药底隙中空气压缩量与温度升高的关系。研究结果显示,随着炸药底隙中残留空气的压缩量的不断增大,炸药底部的温度也不断升高。当底隙中空气压缩量达到一定值时,炸药底部的温度升高到其点火温度,从而引发炸药点火。该分析结论可以作为炸药装药发射安全性分析的理论依据。     

湿热加速老化对季戊四醇丙烯醛树脂-RDX浇注炸药力学性能的影响

为了评估湿热老化对季戊四醇丙烯醛树脂(123树脂)-黑索今(RDX)浇注高聚物黏结炸药(PBX)炸药性能的影响,开展了湿热加速老化试验研究。采用水分吸附仪,材料试验机,扫描电镜以及红外光谱等表征方法,分析了该浇注PBX炸药试件的吸湿性能及其湿热老化前后的力学性能、断面形貌和老化机理。结果显示,RDX、123树脂及其浇注PBX的吸湿率随相对湿度的升高逐渐增加,其中123树脂的吸湿率最大,相对于主炸药RDX有较强的吸湿性,表明浇注PBX的吸湿性由体系中123树脂占主导;红外光谱结果显示123树脂经湿热老化后存在吸湿水解现象,同时湿热老化显著影响123树脂基浇注PBX力学性能,环境湿度越高123树脂基浇注PBX力学性能下降越显著,且随着老化时间延长力学性能下降明显;经65℃/90%RH老化5 d抗压强度下降了17.60 MPa,降幅达24.09%,抗拉强度下降了2.32 MPa,降幅达28.78%,当老化30 d时抗压强度下降了77.80%,抗拉强度下降了58.56%。研究结果表明123树脂基浇注PBX对湿度较敏感,而123树脂吸湿水解是导致浇注PBX力学性能显著下降的主要原因。     

高能炸药的老化研究

介绍了武器主装药经过长期库存后老化特性变化研究情况及起爆系列的老化效应对武器的可靠性和安全性的影响,其关注点在于炸药部件由于老化造成的物理、化学和力学性能的变化对安全性和爆轰性能的影响.通过计算机数值模拟建模来预测炸药部件经过长期贮存后的性能变化.高能炸药的老化效应包括体积膨胀、增塑剂迁移、粘结剂老化、力学性能下降以及材料的不相容性等.老化的环境因素有热、外部应力、低剂量辐射等.     

抗过载炸药装药侵彻安全性试验研究

针对炸药装药侵彻安全性问题,从主炸药粒度、颗粒级配和装药工艺出发,研制了一种可以满足抗高过载性能的不敏感炸药。感度测试表明,在满足浇注工艺要求的前提下,采用较细粒度的HMX,经过颗粒级配和钝感处理,大大降低了炸药的机械感度;采用特殊的装药工艺,严格控制了炸药装药质量,提高了装填密度达1.80g.cm-3。采用试验弹,通过100mm滑膛炮和钢筋混凝土靶,对所研制的新型抗过载炸药进行了侵彻安全性试验。侵彻过程中弹体保持完好,内部装药未燃未爆。     

国内炸药老化及寿命评估的进展和评述

为了解决准确评价常规弹药的贮存寿命问题,分析和总结了国内对炸药寿命的评估方法.对国内目前使用的数理统计法、自然老化与加速老化法、数值计算法这 3 种方法的优缺点进行比较分析,并对国内外炸药寿命研究方面的进展进行对比,指出了当前研究的不足及将来炸药寿命评估的难点和发展方向.该分析结果可为评估弹药的寿命提供一定的参考.     

热老化对TATB基高聚物粘结炸药力学性能的影响

对某TATB基高聚粘结炸药(PBX)进行了55～75℃加速老化试验,并对老化前后的样品进行了不同温度下压缩性能、拉伸性能和弯曲蠕变实验,用扫描电子显微镜对老化前后炸药高温拉伸断口形貌进行了观察。结果表明:长期高温贮存后,TATB基高聚物粘结炸药晶体与粘合剂仍具有良好的粘合界面,其模量、破坏强度、破坏应变和稳态蠕变速率等力学性能指标均未发生明显的变化。     

加速老化对RDX基压装PBX炸药性能的影响

为研究聚丁二烯橡胶(BR)粘结剂在老化过程中对黑索今(RDX)基压装高聚物粘结炸药(PBX)性能的影响,采用71℃高温加速老化试验,测试了老化前后药柱的质量、体积、真空安定性、力学性能和机械感度,利用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)观察了炸药微观结构、元素含量和化学环境的变化情况。结果表明,经过高温长贮后,药柱体积和质量的变化率都小于1%,未见裂纹等明显缺陷;抗压强度增加74%,抗拉强度增加117%,撞击感度从8%降至4%,摩擦感度从18%降至8%;高温老化过程中炸药的安定性没有发生明显的变化。分析认为,在加速老化过程中,由于碳碳双键的不稳定性,药柱中的BR粘结剂发生氧化交联反应,使交联度提高,并受热软化、铺展,分布均匀化,使包覆和粘结效果增强,从而提高了炸药的力学性能并降低了机械感度。     

预测炸药老化过程的研究

由于长期贮存期间低温反应造成炸药的老化,引起其实用性能发生变化或意外爆炸。本文主要讨论炸药典型的老化机理,选择的低温反应试样是一种含有铅丹／硅铁／三硫化二锑的延期药;置于酸性混合液中的硝化纤维素和一种由硝酸铵、铝和GAP粘合剂组成的复合固体发射药。作为一种试验方法,加速老化的试验是在稍高于室温的温度下进行的。其结果如下：由于老化而使铅丹／硅铁／三硫化二锑延期药的燃烧速度降低,这与铅丹和三硫化二锑的低温反应有关。换句话说,由于水溶性中间体的形成,而使含有硝酸铵、铝和GAP粘合剂的复合固体发射药在老化之后燃烧速度增加。经过冗长的诱导期之后,酸性混合液中的硝化纤维素自动催化降解,这是由于活性中间体形成所引起的。根据老化与温度的关系曲线和机理,预测炸药在常温时的老化过程。     

加速老化时炸药柱内部温度场的数值模拟

通过理论分析和模拟计算考察了加速老化过程中炸药热分解效应对试验炸药柱内部温度场的影响。理论分析表明影响炸药柱内部温度场的因素主要有炸药种类、试验环境温度和炸药柱尺寸。采用有限元分析软件ANSYS分析了5种高能炸药(RDX,TATB,Tetryl,HMX,PETN)在不同条件下的内部温度场。结果显示:炸药种类是决定影响效果的关键因素,试验环境温度为110℃时,Ф20 mm×20 mm的RDX和PETN炸药柱温度偏差分别达到2.59℃和1.19℃。而其余3种炸药温度偏差不明显。PETN,RDX应合理控制试验环境温度和炸药柱尺寸以减小试验过程的温度偏差。     

某RDX基含Al炸药发射安全性

用400 kg大型落锤实验和一级轻气炮实验研究了某RDX基含Al炸药(R-Al炸药)的发射安全性,获得了炸药装药在两种实验条件下的应力-时间曲线。进行了R-Al炸药与铸装B炸药发射安全性的比较。结果表明:R-Al炸药在大型落锤加载应力1.47 GPa、加载时间3.04 ms及一级轻气炮加载应力660 MPa、加载时间41μs条件下未发生点火;铸装B炸药在大型落锤加载应力840 MPa,加载时间2.10 ms及一级轻气炮加载应力394 MPa、加载时间40μs条件下发生点火,显示R-Al炸药的发射安全性优于铸装B炸药。     

装药中的不同间隙对炸药爆轰性能的影响

采用电离法研究了圆环形装药不同间隙以及填充氧化剂胶液后对炸药爆轰性能的影响。实验结果表明：装药轴向间隙对其稳定爆轰影响不明显，填充氧化剂胶液后爆速有所降低；而装药药段长及径向间隙大小明显影响爆轰稳定与否，填充氧化剂胶液后可改变爆轰性能。     

常温下钝感炸药爆轰波传播的曲率效应研究

钝感炸药爆轰波的传播与波阵面当地平均曲率密切相关，为研究这种爆轰波传播的非理想行为，本文通过光电联合测试方法测量了常温下Φ0mm、Φ12．5mm、Φ15mm和Φ30mm的钝感药柱的定态爆速和波形，根据拟合的爆轰波形，分析了波阵面法向速度Dn与当地平均曲率X之间的关系。结果表明，定态爆速随药柱直径的增大而增大，当波阵面当地平均曲率κ较小时，法向爆速Dn只与κ有关，而当κ时，法向爆速Dn不仅与当地平均曲率κ有关，而且还与药柱直径有关。