热塑性弹性体改性B炸药的性能研究

添加2%热塑性弹性体401和501对B炸药改性,得到改性后炸药MB-1和MB-2,测试了二者的力学性能和落锤撞击感度,分别用经验法和VLWR程序计算了二者的爆轰性能。结果表明,MB-1和MB-2的弹性和韧性均好于B炸药;在低速(100-1500s-1)冲击下,MB-2的韧性比MB-1好。大药片落锤撞击感度试验中,MB-1和MB-2的爆炸反应阈值高度分别为3.5-4m和6-6.5m,MB-1的撞击感度比MB-2高。与B炸药相比,MB-1和MB-2的爆速分别降低了0.104mm·μs-1和0.099mm·μs-1,爆压分别降低了1.3GPa和1.2GPa。     

JOB-9003炸药热冲击损伤的超声波检测

观察了JOB-9003炸药在水浴法热冲击试验中发生的损伤及变化过程,研究了超声特性参数(增益)与炸药热冲击损伤因子的关系,曲线关系预示出炸药存在预损伤。研究结果表明超声波检测技术及装置适合于JOB-9003炸药热冲击损伤及其演变的实验测试,可为研究炸药在外载条件下的动态响应提供一项新的实验技术。     

等静压与模压JOB-9003炸药力学性能比较研究

测试了等静压和模压两种工艺成型的JOB-9003炸药在不同温度下的拉伸、压缩及三点弯曲等加载方式下的力学性能,并对两者进行了比较。研究结果表明：两种方式成型的JOB-9003炸药的拉伸、压缩及断裂韧度等力学性能均随着温度增加而降低,在常温下,两种方式成型的JOB-9003炸药的力学性能相当,但在35-55℃范围内,等静压成型JOB-9003炸药的力学性能明显偏高。     

压缩刚度法评价含能晶体颗粒的凝聚强度

提出了从晶体颗粒力学性能角度出发来评价含能晶体颗粒品质的方法——压缩刚度法。根据压制曲线,定义了晶体颗粒集合体的初始割线模量,并据此来评价含能晶体颗粒的凝聚强度。利用食盐、砂糖和谷氨酸钠晶体颗粒进行了压缩刚度试验,验证了压缩刚度法的有效性。针对三种不同类型黑索今(RDX)晶体样品,即混合溶剂重结晶法样品、重结晶并溶液球形化样品以及工业级粗颗粒样品进行了压缩刚度试验,计算其初始割线模量值分别为89.5MPa,85.0MPa和48.0MPa。实验结果表明,重结晶法显著提高了RDX晶体颗粒凝聚强度,改善了RDX晶体品质;两种结晶处理工艺后的RDX晶体颗粒的凝聚强度差异不明显。     

炸药件力学性能各向同异性试验研究

测试了等静压和模压两种不同工艺成型的炸药件不同方向取样的力学性能,测试结果表明:在等静压炸药件不同方向上取样的拉伸和压缩强度没有明显差异,可以认为等静压炸药件的力学性能是各向同性的;对于模压炸药件,虽然不同方向取样的压缩强度没有明显差异,但是不同方向取样的拉伸强度却存在显著差异,因此,模压炸药件的力学性能并非是各向同性的,而是各向异性的。     

纳米压痕仪测试TNT单晶(100)晶面的模量与硬度

用溶剂蒸发法制备了厘米级TNT大单晶。用X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)方法表征了其晶型结构。结果表明,其晶体为单斜晶系,最大显露晶面为(100)。用纳米压痕仪获得TNT(100)晶面上的压入模量、压入硬度分别为(17.40±0.35)GPa和(0.81±0.05)GPa,该模量显著高于熔铸TNT炸药的压缩模量。     

TATB基PBX的单轴主特征破坏参数识别研究

高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)的主特征破坏参数识别是强度准则建立和结构强度评估的基础。以TATB基PBX为研究对象,基于单轴拉伸和单轴压缩两种加载方式,考虑20℃、35℃及50℃三个温度点,设计了系列的直接破坏和不同初始应力水平的蠕变后破坏试验。依据获得的破坏参数数据,对比分析了环境温度、初始应力水平对破坏应力/破坏应变这两个典型破坏参数的影响。结果表明,不论是直接破坏还是蠕变后破坏,破坏应力随环境温度的升高而降低,破坏应变体现为拉伸时的增大和压缩时的减小;相同的环境温度下,初始应力水平的增加会导致破坏应力的降低和破坏应变的增大。进一步分析表明,破坏应力受环境温度、初始应力水平的影响较大,且无临界值,不宜作为主特征破坏参数;破坏应变作为主特征破坏参数则较为简便,可认为当一点应变达到临界应变时破坏,而不论该应变是载荷直接引起的还是时温诱发蠕变引起的,直接破坏的破坏应变可作为该温度点的临界破坏应变,20℃、35℃及50℃单轴拉伸临界破坏应变分别为0.1330%、0.1452%和0.1675%,单轴压缩时临界破坏应变分别为-1.4206%、-1.4159%和-1.1731%。     

时间-温度-应力等效原理在TATB基PBX拉伸蠕变中的适用性分析

为验证时间-温度-应力原理在TATB基PBX拉伸蠕变中的适用性,实现长期拉伸蠕变变形评估计算,开展了某TATB基PBX恒应力不同温度的常规拉伸蠕变实验和恒温度梯级拉伸蠕变实验,采用陈氏法对梯级加载蠕变曲线进行分解处理,得到恒温度不同应力的拉伸蠕变曲线,基于非线性粘弹性材料的时间-温度-应力等效原理,采用二分法计算程序对各蠕变柔量曲线进行了平移汇集,获得了参考温度和应力（30℃、3.0 MPa）下的温度应力耦合蠕变柔量主曲线和考虑温度和应力的Williams-Landel-Ferry方程参数。结果表明在所分析的温度范围（30～50℃）和应力范围内（1.0～5.5 MPa）,TATB基PBX的拉伸蠕变行为较好地符合时间-温度-应力等效原理描述,可以利用该原理通过高温度高应力的PBX短期拉伸蠕变实验预测其低温低应力的长期拉伸蠕变变形。     

低拉伸应力下PBX的老化实验研究

为了研究PBX在超长时低应力拉伸下的老化问题,设计了一种能进行超长时恒定拉伸应力加载的新实验装置,并验证了装置的可靠性.对以HMX和TATB为基的PBX炸药进行不同拉伸应力下的常温长时加载和45℃下的高温长时加载试验,研究了应力水平和温度环境对样品抗长时拉伸能力的影响,比较了相同条件下模压样品和等静压样品抗长时低应力拉伸的能力.结果表明,本实验能够有效研究PBX在低应力拉伸下的承载能力,并获得了在一定温度一定拉伸应力条件下PBX的老化寿命.     

高聚物粘结炸药及涂层表面抗变形与回弹性研究

采用纳米压痕技术测试并比较研究了两种高聚物粘结炸药(P1、P2)及其两种涂层(C1、C2)在"加载-卸载-恢复"过程中各阶段的表面变形情况及回弹性能.结果表明,这四种材料表面抗变形能力从大到小的顺序是: P1>P2>C1>C2,而回弹性从大到小的顺序则是: C2>C1>P2>P1,其中C1与P1、P2力学性能差异较小,而C2与P1、P2具有显著差异.并采用Boltzmann非线性回归函数对这四种材料表面变形及回弹曲线进行拟合,拟合曲线与试验数据吻合较好,相关系数均大于0.99.