董天宝，袁洪魏，赵 龙，唐 维

（中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621999）

1 引言

在武器系统中，高聚物粘结炸药（PBX）部件除了具备固有的爆轰性能外，常以承受载荷的结构件形式存在。在加工、装配、运输及服役过程中，PBX 部件在复杂受力状态下的结构完整与否，严重影响着武器系统使用的可靠性与安全性。复杂应力状态下PBX 裂纹起裂行为的研究，对其服役性能评估具有重要意义，而裂纹尖端失效区的描述是该行为研究和起裂准则建立的基础和前提。

小范围屈服下线弹性断裂力学认为，在裂纹尖端核心区域存在一定的屈服区，屈服区内材料发生屈服失效，屈服区外材料依然满足线弹性断裂力学理论［1］。TATB 基PBX 在拉伸/压缩过程中存在一定的塑性变形［2］，但没有明显的屈服阶段，参考岩石等材料研究领域中临界裂纹区（fracture processing zone）和微破裂区描述方法［3］，可以认为PBX 裂尖存在一个失效区域，在该失效区内PBX 材料发生力学失效，在失效区外材料依然满足PBX 弹塑性力学特性描述。美国阿拉莫斯实验室的 Liu C 等［4］对 PBX-9502 裂纹尖端区域应变场的进行监测，根据PBX-9502 拉伸破坏应变（0.2%～0.3%）推断出裂纹尖端附近存在较大的损伤区（damage zone），或 称 断 裂 过 程 区（fracture processing zone）。刘晨等［5］针对具有明显塑性特征的 TATB 基PBX，测量了裂纹尖端区域全场应变，数据表明PBX 裂纹尖端区域发生了塑性变形，存在裂纹尖端塑性区（crack tip plastic zone）。强洪夫等［6-7］基于统一强度理论建立了适用于固体推进剂的复合型裂纹尖端塑性区模型，并成功应用于固体推进剂复合型裂纹起裂准则，裂纹尖端塑性区的描述对于起裂行为研究非常重要。……