张天伟，代淑兰，李曼丽，陈春林2，

（1. 中北大学 环境与安全工程学院，山西 太原 030051；2. 泸州北方化学有限公司，四川 泸州 646000）

1 引言

随着身管武器朝着高膛压、高初速、高装填密度方向的不断发展，膛内的力学环境越来越恶劣，发射安全性问题愈来愈突出。近几十年来，世界各国都相继在武器研制、演习和战场上发生过膛炸事故。发射药床的破碎是导致膛炸的根本原因之一［1-2］。在点火冲击力和燃烧时产生的气体压力作用下，发射药床受到碰撞、挤压作用，发射药颗粒间的应力增加，使药粒出现裂纹甚至破碎。破碎后的药粒燃烧表面积迅速增加，燃气生成速率也大大提高，最大膛压随之升高并超出身管压力极限从而引起膛炸事故［3］。因膛炸事故带来的安全问题与经济损失，迫使人们越来越多的关注发射药的力学特性。

由于实验研究需消耗大量的人力、物力，越来越多的学者选择经济高效的数值仿真方法，同时数值仿真也是对试验现象进行理论分析的重要手段［4-5］。杨佩桦［6］用体积形变冲击功来表征发射药的抗冲击性能。芮筱亭等［7］用有限元法对发射药在静载及冲击载荷下的力学行为进行了数值仿真，研究了发射药粒的破碎机理。洪俊等［8］采用离散单元法建立了发射药粒的破碎模型，模拟了发射药粒以不同初速冲击刚性界面的破碎过程。赵晓梅等［9］利用ANSYS研究了单孔管状、七孔管状及七孔梅花发射药在静态载荷下的应力应变情况。孔斌［10］采用ANSYS 研究了单孔管状发射药在冲击载荷下的力学性能。……