烤燃試驗(yàn)(Cook-off test)是研究含能材料熱安全性的重要方法,可以測(cè)定炸藥、推進(jìn)劑及傳爆藥等含能材料在較高溫度下的反應(yīng)情況。由于Cook-off試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)懿牧喜考M(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)條件更接近于武器彈藥的使用條件,因此,用它來研究武器彈藥中炸藥的熱安全性,得到的結(jié)論與實(shí)際情況更接近,對(duì)炸藥使用過程中的熱安全性分析和評(píng)價(jià)更具實(shí)際意義。本文建立了傳爆藥烤燃模型,利用有限元程序LS-DYNA3D的非線性求解器對(duì)傳爆藥柱在烤燃過程中的熱傳導(dǎo)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。針對(duì)單質(zhì)炸藥RDX進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,重點(diǎn)模擬研究了裝藥密度、空氣區(qū)域位置及尺寸、升溫速率、裝藥尺寸、隔熱層材料對(duì)響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)溫度及反應(yīng)位置的影響,并得到其影響規(guī)律。自主設(shè)計(jì)建立傳爆藥烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)。其中烤燃彈藥柱尺寸為Φ16*64mm,升溫速率能達(dá)到60K/min,升溫速率控制穩(wěn)定。試驗(yàn)系統(tǒng)包括小型烤燃彈,電加熱套,溫度控制系統(tǒng)和爆炸防護(hù)系統(tǒng)。對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,可以完成含能材料烤燃性能測(cè)試任務(wù),能夠滿足試驗(yàn)要求。使用傳爆藥烤燃試驗(yàn)系統(tǒng),測(cè)試不同傳爆藥的反應(yīng)溫度,對(duì)其反應(yīng)等級(jí)進(jìn)行劃分。對(duì)JO-9C炸藥進(jìn)行快慢速烤燃試驗(yàn),研究其不同裝藥密度烤燃條件下烤燃響應(yīng)特性。通過烤燃彈外殼的破壞情況進(jìn)行分析,對(duì)其反應(yīng)等級(jí)的判定進(jìn)行優(yōu)化。通過烤燃試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,驗(yàn)證模擬試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)模擬過程中的公式及參數(shù)進(jìn)行校正,最終得到較為完善的烤燃試驗(yàn)仿真系統(tǒng),進(jìn)行全面的烤燃性能測(cè)試,為含能材料烤燃試驗(yàn)研究提供參考。所建立的傳爆藥烤燃系統(tǒng)及方法,與其他含能材料熱分析手段相比,其更加貼合實(shí)際,能夠更好的為含能材料在熱刺激下的安全性評(píng)估提供試驗(yàn)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ560.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題的背景、目的及意義
    1.2 烤燃試驗(yàn)簡(jiǎn)介及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介
        1.2.2 經(jīng)典烤燃試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    1.3 烤燃試驗(yàn)?zāi)M研究
    1.4 總結(jié)與展望
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
    1.6 技術(shù)路線
2 相關(guān)理論研究
    2.1 熱起爆機(jī)理
    2.2 烤燃試驗(yàn)數(shù)值模擬數(shù)學(xué)模型的研究
    2.3 烤燃試驗(yàn)反應(yīng)程度的研究
3 傳爆藥烤燃試驗(yàn)研究
    3.1 傳爆藥烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)的建立
        3.1.1 小型烤燃彈
        3.1.2 電加熱套和溫度控制系統(tǒng)
        3.1.3 爆炸防護(hù)裝置
        3.1.4 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分析軟件
    3.2 傳爆藥烤燃試驗(yàn)方法
        3.2.1 試驗(yàn)材料
        3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備及軟件
        3.2.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備
        3.2.4 烤燃試驗(yàn)程序
        3.2.5 數(shù)據(jù)的處理及結(jié)果的表述
    3.3 傳爆藥烤燃響應(yīng)特性規(guī)律試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.4 不同裝藥密度傳爆藥烤燃試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.1 不同裝藥密度傳爆藥烤燃試驗(yàn)反應(yīng)溫度
        3.4.2 不同裝藥密度烤燃試驗(yàn)反應(yīng)劇烈程度
    3.5 本章小結(jié)
4 烤燃試驗(yàn)的數(shù)值仿真
    4.1 烤燃試驗(yàn)數(shù)值模擬數(shù)學(xué)模型的建立
    4.2 物理模型的建立及參數(shù)的確定
    4.3 烤燃彈內(nèi)空氣區(qū)域位置及大小對(duì)烤燃影響的模擬
        4.3.1 空氣區(qū)域位于藥柱上側(cè)
        4.3.2 空氣區(qū)域位于藥柱側(cè)面
    4.4 升溫速率對(duì)烤燃溫度影響的模擬
        4.4.1 對(duì)反應(yīng)溫度的計(jì)算結(jié)果及其分析
        4.4.2 不同升溫速率烤燃彈內(nèi)部溫度對(duì)比
    4.5 不同裝藥尺寸對(duì)烤燃溫度影響的模擬
        4.5.1 等長(zhǎng)徑比不同裝藥質(zhì)量
        4.5.2 等質(zhì)量不同長(zhǎng)徑比
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2830990