含缺口PBX 药柱热冲击响应的数值模拟及试验
2021-02-03唐明峰甘海啸温茂萍王胜男
唐明峰,甘海啸,温茂萍,王胜男
(1. 中国工程物理研究院研究生院,北京 100081;2. 中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999)
1 引言
高聚物黏结炸药(polymer bonded explosive,PBX)是由单质炸药及高聚物黏结剂等组成的混合炸药。在贮存、运输、装配及使用过程中,PBX 可能受到温度循环、温度梯度、温度冲击等多种类型的温度载荷作用,其中温度剧烈变化形成的热冲击最容易使PBX结构产生损伤及破坏[1-3]。近年来,随着实战化要求的提高,优化抗热冲击性能已逐渐成为PBX 配方研究的重要发展方向。
在无机非金属材料中,通常将材料承受温度急剧变化而不致破坏的能力称为抗热冲击性,也称热稳定性或抗热震性[4],它与材料力学性能和热物理性能密切相关,并受到边界约束、几何尺寸和温度条件的影响。作为一种低强度脆性材料,PBX(特别是压装PBX)对外界热冲击尤其敏感,很容易在热应力作用下出现损伤、断裂等影响炸药结构完整性的现象,提升环境适应性是新型PBX 研制的重要方向。如何在实验室条件下快速评价PBX 的抗热冲击性能,则是影响配方研制进度的关键因素[5]。一种方法是参照陶瓷等脆性材料[6-7],利用材料基本物性开展热冲击阻力(thermal shock resisitance,TSR)的初步估算。这在PBX 配方研制初期是有用且必要的,可以较快的对不同配方PBX 的抗热冲击能力进行对比,王鹏飞[8]、林聪妹[9]及He[10-12]等 均 采 用 了 类 似 方 法。然 而TSR 方 法不能很好地处理PBX 力热性能的温度相关性,且真实PBX 成型件的形状因子难以确定,因此估算得到的临界断裂温度等数值存在较大偏差。……
