炸藥在低速撞擊條件下發(fā)生的點(diǎn)火爆炸,給裝藥裝置帶來了安全管理上的隱患。各種炸藥的撞擊感度,多用落錘實(shí)驗來進(jìn)行標(biāo)定。在撞擊感度測試中,一般撞擊速度小于20m/s。由于實(shí)驗很難觀測其中發(fā)生的物理和化學(xué)行為,故本論文利用數(shù)值模擬仿真方法,基于理論分析,研究炸藥顆粒熱點(diǎn)形成的受力過程,以HMX炸藥顆粒為研究對象,定量研究落錘低速撞擊作用下HMX炸藥中的熱點(diǎn)形成機(jī)理�；趯�(shí)際落錘儀,建立計算模型,并考慮到實(shí)際實(shí)驗中的樣品顆粒具有分布不規(guī)則性因素,利用ANSYS/AUTODYN程序軟件進(jìn)行二維撞擊過程的模擬。根據(jù)顆粒受撞擊獲得的機(jī)械塑性功轉(zhuǎn)化熱能的原理,計算了顆粒中產(chǎn)生的溫升。計算中的樣品為HMX顆粒,且假設(shè)其幾何形狀為球形。炸藥顆粒具有一般的彈塑性變形行為�？紤]到顆粒的不均勻性影響,顆粒堆放形式分成規(guī)則排布和不規(guī)則排布兩種。計算模型中顆粒樣品有5層,每層由25個顆粒組成。而落錘撞擊裝置采用實(shí)際尺寸,落錘撞擊速度通過設(shè)定的落高和由自由落體公式計算得出,作為落錘的初始速度。針對不同落高、樣品顆粒材料的不同屈服應(yīng)力值、考慮化學(xué)自反應(yīng)作用及不同顆粒形狀的情況分別進(jìn)行計算,得到落錘撞擊顆粒時的溫升變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),規(guī)則排布顆粒產(chǎn)生溫升較小(37.2℃),不規(guī)則排布產(chǎn)生溫升較大(142.9℃)。在不規(guī)則排布當(dāng)中,顆粒的局部塑性變形功可以導(dǎo)致較大的溫升,從而引起顆粒點(diǎn)火。同時考慮到HMX的屈服應(yīng)力值的不確定性,取較小屈服應(yīng)力值進(jìn)行溫升計算,而其他計算條件相同,得到的溫升值并不大(83.2℃),這表明在塑性功和溫升計算的中,樣品顆粒材料的屈服應(yīng)力值也是一個重要參數(shù)。通過對不同形狀的HMX顆粒的數(shù)值計算,得知顆粒幾何形狀的不同對塑性功導(dǎo)致的溫升值也有一定影響。最后,對于炸藥分解反應(yīng)放熱因素對熱點(diǎn)溫升貢獻(xiàn)也進(jìn)行了考慮。由于撞擊過程中由機(jī)械能轉(zhuǎn)化的溫升不是很大,在初期點(diǎn)火中引起的化學(xué)反應(yīng)速率較慢,化學(xué)自反應(yīng)放熱所導(dǎo)致的溫升并不明顯,但是當(dāng)持續(xù)一段時間后,化學(xué)反應(yīng)所積累的熱量足以引起HMX顆粒點(diǎn)火。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ560.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2824161