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浇注炸药PBX-1 侵彻安定性试验与数值模拟

2021-03-30张琪林段卓平孟凡星王昕捷黄风雷

含能材料 2021年2期
关键词:裂纹变形

张琪林,段卓平,孟凡星,南 海,王昕捷,黄风雷

(1. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081;2. 哈尔滨建成集团有限公司,黑龙江 哈尔滨 150030;3.西安近代化学研究所,陕西 西安 710065)

1 引言

浇注PBX 炸药是一种具有低模量易变形特性的混合炸药,具有良好的抗过载和爆轰性能,自20世纪80年代,浇注PBX 炸药开始广泛应用于高速侵彻战斗部中[1-2]。钻地弹等侵彻战斗部装药在侵彻过程中需要承受极高的过载和复杂应力波作用,容易发生损伤、变形和摩擦,使局部温升过高,当温度超过炸药临界点火阈值时,装药会发生意外点火导致战斗部失效[3-4]。因此,研究侵彻战斗部中浇注PBX装药的力-热响应具有重要意义。

国内外学者针对炸药的点火机制进行了广泛的研究,目前认可的热点机制包括裂纹摩擦、孔洞塌缩、位错滑移等[5-7]。进一步研究表明,炸药在撞击等机械刺激下变形流动引起的温升是装药非冲击点火的重要因素,Frankel 等[8]通过测量落锤试验中炸药表面的温度变化,认为落锤实验中炸药的点火机制是大变形流动导致的温升;陈广南等[9]计算了固体火箭推进剂在机械冲击载荷下的黏性升温,表明基体的黏性升温将促进含能颗粒受热分解,在一定条件下引发点火反应;楼建锋等[10]在热弹塑性模型的基础上考虑了炸药的化学分解放热,较好地描述了Steven 试验中炸药的力-热响应过程。Bennett[11]在Dienes[12]和Addessio[13]等研究的基础上建立了黏弹性统计裂纹细观损伤模型(Visco-SCRAM),该模型将广义黏弹性体和细观微裂纹体耦合,不仅可以描述炸药的宏观黏弹性和细观裂纹损伤,还可以通过热力耦合表征炸药宏观变形升温和细观裂纹摩擦生热机制。……

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