FOX-7基浇注型PBX安全性能

为了提升奥克托今(HMX)为基的浇注型高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)的安全性能,在配方中引入部分1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)替换HMX,研究了FOX-7对配方的热安定性、机械感度、冲击波感度、静电火花感度等安全性能的影响规律。结果表明,在引入FOX-7后,与HMX基浇注型PBX配方GO-1相比,配方GOXL-A的摩擦感度降低;在快速烤燃、慢速烤燃试验中的响应时间分别延长了58.8%、18.5%,并通过了升温速率为3.3℃·h~(-1)的极不敏感物质(EIS)缓慢升温试验考核;其冲击波感度显著降低,隔板厚度(L_(50))较GO-1降低了15.7%,50%临界起爆压力(p_(50))提升了9.5%;其静电火花感度显著降低,50%发火电压(V_(50))与50%发火能量(E_(50))分别提升65.3%和187.5%。     

PBX炸药声共振混合试验研究Ⅰ?

通过声共振混合试验样机对固体质量分数为86%的PBX炸药(高聚物黏结炸药)进行声共振混合的均匀性及工艺安全性试验研究,试验量级为150 g。试验结果表明,PBX炸药在声共振混合作用下进行内部的撕裂缠结,依次形成球状混合块和整场沸腾状混合浆,整个混合时间约为1 000 s。成分分析表明,声共振能实现固体质量分数为86%的PBX炸药均匀混合;静电和温度测量表明,整个混合过程中,静电电压几乎维持在0 k V左右,物料内部摩擦生热速度远远低于物料对外的热散失速度,混合过程中静电安全和热安全在可控范围内。     

纳米HMX基PBX的热分解特性

采用溶液-水悬浮法,通过控制水料比、反应温度、搅拌速度等因素制备了纳米HMX基PBX。使用热重(TG)/差示扫描量热(DSC)同步热分析仪研究了其热分解特性。结果表明,纳米HMX基PBX热分解反应的DTG峰温、活化能和放热量分别为557.5K、270.5kJ/mol和816.3J/g;与微米HMX基PBX相比,纳米HMX基PBX的DTG峰温延后3.7K,活化能提高86.9kJ/mol,放热量增加158J/g。在558.3K以下,纳米HMX基PBX的安定性优于微米HMX基PBX。     

装药弹丸斜侵彻混凝土数值模拟

通过有限元分析软件ANSYSY／LS-DYNA对装药弹丸斜侵彻混凝土过载环境进行数值模拟,分析了弹体侵彻模型及弹载传爆药应力波加载机理,揭示了弹载传爆药应力波加载的加载状态。研究表明,弹载传爆药不同入射角侵彻时,受弹体应力波作用,入射角越小,弹内传爆药所受塑性波幅值越高,对传爆药的损伤有很大的影响。将弹载传爆药过载曲线与弹体过载曲线进行对比,弹体过载与传爆药过载曲线变化规律趋势相近,可以通过弹体的过载特性来估算PBXN-5传爆药的过载特性。此项研究可为侵彻过载中弹载传爆药抗高过载能力评价方案设计提供参考。     

提高浇注PBX炸药装药品质技术途径

为提高浇注热固性高聚物粘结炸药(polymer boned explosive,PBX)的品质,对影响高固相含量浇注PBX装药质量的因素进行分析。根据相关理论,运用振动、抽真空及分次装药的方法设计装药工艺参数,通过试验分析不同装药方法排出装药气泡的影响。结果表明：采用真空-振动-分次装药,可有效排出浇注PBX装药气泡,使装药密度提高到98.5%TMD。     

TATB基PBX与硬质聚氨酯泡沫塑料的相容性

用热重-红外(TG-IR)研究了TATB基高聚物粘结炸药(PBX)与硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)之间在线性升温过程中的相互作用。结果显示,接触体系释出的气相产物组分基本上是两种独立组分释出的总和,没有新的组分产生。用微热量仪得到了140 ℃下受热10 d内TATB基PBX与硬质聚氨酯泡沫塑料及二者接触体系的热量变化曲线。用红外和X-射线光电子能谱表征了量热测试前后样品的表面结构和元素含量,显示接触后样品的表面结构和元素环境没有变化,表明TATB基PBX与聚氨酯泡沫塑料的相容性良好。     

某HMX基PBX温压时效处理过程变形规律数值模拟

为掌握高聚物粘结炸药(PBX)内部弹性应变向塑性应变转化规律,应用时温等效原理推导80℃的HMX基PBX蠕变曲线,并由ANSYS有限元软件拟合得到基于修正时间硬化理论的蠕变模型,用此模型对温压时效处理过程的HMX基PBX加热加压阶段变形情况进行模拟,结果显示:温压时效处理(80℃、10MPa)使HMX基PBX产生应力加载方向的压缩变形,炸药柱直径和高度分别减小0.476mm和1.306mm,密度增大约0.047g·cm-3,表明温压时效处理方法能够对PBX起到加速蠕变的作用。     

DDI/IPDI固化聚氨酯力学性能及其在PBX炸药中的应用

研究了新型混合固化剂二聚脂肪酸二异氰酸酯(DDI)/异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)固化端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯的力学性能及其在PBX炸药中的应用。结果表明,当混合固化剂中DDI与IPDI的异氰酸酯基(NCO)的摩尔比为1/3时,HTPB基聚氨酯的拉伸强度和延伸率达到最大值(0.427 MPa和579.9%)。当DDI与IPDI的NCO摩尔比为1/1时,聚氨酯的压缩失效载荷最高。DDI/IPDI固化的HTPB基聚氨酯的延伸率是甲苯二异氰酸酯(TDI)固化聚氨酯的2.51倍。DDI/IPDI固化的PBX炸药的压缩率比使用TDI提高57.3%。使用DDI/IPDI时,PBX药片撞击感度试验和药片剪切试验的反应阈值提高了0.25 m以上,PBX的撞击安全性得到改善。     

数字图像相关方法分析PBX带孔板拉伸应变场

为研究孔结构对高聚物粘结炸药(PBX)的拉伸力学行为的影响,设计了一种带中心圆孔的平板试样进行实验,基于数字图像相关方法(DICM)对实验进行应变场分析。试样在圆孔处发生脆性断裂,应变分量εyy作为主特征破坏参数在圆孔左右边缘先达到临界值,继而裂纹起裂并扩展至破坏。实验所得应变场除有显著的不均匀性和非对称性,基本与理论预测相一致。分析认为材料的不均匀性和微观缺陷是应变场分布不均匀的重要原因,小孔处的应变集中是试样破坏的主要原因,但是缺陷也会劣化结构抵抗破坏的能力。     

PBX炸药含裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系

为描述高聚物粘结炸药(PBX)的动态力学性能,将炸药内由微裂纹扩展引起的细观损伤,耦合到宏观粘塑性本构方程中,建立了含微裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系。针对某PBX炸药,开展了单轴压缩及断裂性能实验,研究了材料本构参数及本构关系计算算法,嵌入到ABAQUS软件中,数值模拟了该PBX炸药不同应变率条件下的力学行为。与实验结果对比表明,含裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系能够表征PBX炸药动态条件下力学性能变化过程,可用于冲击环境下炸药损伤演化分析研究。