PBX代用材料非线性粘弹性本构模型研究
2021-07-13周忠彬陈鹏万丁雁生
兵器装备工程学报 2021年6期
周忠彬,陈鹏万,丁雁生
(1.西安近代化学研究所, 西安 710065; 2.北京理工大学, 北京 100081; 3.中国科学院力学研究所, 北京 100080)
随着现代高性能武器系统的快速发展,弹药安全性问题受到较广泛关注。战斗部在侵彻过程中将会受到105g的强冲击载荷作用,这对炸药装药的起爆性能提出了更高的要求。在强冲击载荷作用下,炸药的响应首先表现为炸药材料的力学响应,即产生变形、破坏等现象。炸药内部出现微裂纹、微孔洞以及颗粒断裂等细观损伤,损伤对“热点”的形成具有重要的影响,从而影响炸药的感度、燃烧甚至爆炸性质[1]。此外,在局部高温和高应变率等载荷作用下,炸药的响应是‘力-热-化学反应’的耦合,这会引起炸药分子结构的变化,从而影响炸药的爆轰性能。炸药通常作为硬目标侵彻战斗部的核心装填部件。为适应高性能武器装备发展的需要,除了研制高爆低易损性炸药本身外,研究炸药装药在复杂动载条件下的力学行为也显得尤为重要,这对于指导高能钝感炸药配方和战斗部结构件设计以及进行安全性评估和寿命预测等都具有重要的意义。
本构关系反映了外界因素作用下材料的力学响应,其中,外界因素包括温度和应变率等。本质上讲,本构关系应体现材料微、细观结构的变化规律。由于炸药具有特殊性和应用的局限性,而且还不清楚炸药微、细观结构的变形机制,目前只能建立各种近似的本构模型来描述炸药材料的变形规律,如基于实验结果的唯象本构方程或考虑典型微结构变形的本构方程[2]。……
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