【摘要】：高聚物粘結(jié)炸藥PBX(Plastic bonded explosive)是一種特殊的非均質(zhì)炸藥,由于其易于加工以及爆轟威力強大而被廣泛應用于各國的軍事武器中。PBX炸藥作為鉆地彈等炸彈的內(nèi)部裝藥其工作時必然會受到強烈的沖擊波作用,在加工或運輸?shù)冗^程中也會受到?jīng)_擊載荷等作用。在常規(guī)武器中,理想情況是其在受到較小的沖擊波作用就能起爆以增大殺傷力,而在加工運輸或者鉆地武器中又希望其能夠承受一定的沖擊載荷而不發(fā)生爆炸,故對PBX凝聚炸藥的沖擊起爆特性研究意義重大。PBX凝聚炸藥的反應率本構(gòu)模型能夠很好反映這種特殊材料的沖擊爆轟性能,也是利用數(shù)值模擬等技術(shù)研究PBX炸藥起爆過程的必不可少的材料模型,故本文將PBX凝聚炸藥的反應率動力學本構(gòu)作為研究的核心內(nèi)容。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,本文介紹了PBX凝聚炸藥動力學本構(gòu)模型的基本理論,包括未反應炸藥和反應產(chǎn)物的狀態(tài)方程、單溫模型混合法則以及常見得反應率本構(gòu)模型等,為理論分析做好鋪墊。其次,本文自主設計了拉格朗日實驗加載裝置,并順利完成了拉格朗日實驗,測得到了藥柱沖擊起爆過程中不同拉式位置的壓力時程曲線。另外本文在實驗部分裝置(如觸發(fā)探針等)設計方面取得了一些原創(chuàng)性的成果。再次,本文基于實驗測量結(jié)果采用拉式分析方法得到了PBX炸藥的點火增長方程參數(shù)。計算中引入路徑線法提高了計算精度,并以差分代替積分編制了MATLAB計算程序,求得了起爆流場的質(zhì)速、比容和內(nèi)能等物理量時程曲線。采用單溫模型和混合法則引入了反應度并建立了反應度與起爆流場物理量之間的關(guān)系,通過求解方程組,獲得了起爆流場的反應度時程曲線。利用反應度獲得了反應率曲線,從而對反應率方程中的參數(shù)進行標定。最后,本文采用大型顯式非線性有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA,利用拉式方法標定的PBX炸藥的本構(gòu)模型參數(shù)對沖擊起爆實驗進行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬獲得的拉式位置的壓力時程曲線與實驗曲線基本吻合,驗證了本文所標定的三項式點火增長方程參數(shù)的正確性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ560.1

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本文編號：2776872