鉆地彈是有效打擊地下目標的專用武器,它侵徹至掩體指定深度后引爆主裝藥以殺傷目標。鉆地彈主裝藥通常為高聚物粘結(jié)炸藥（Polymer Bonded Explosive,PBX）,它由含能顆粒、粘結(jié)劑、鈍感劑等復(fù)合而成。在制備與加工過程中,PBX內(nèi)將產(chǎn)生大量質(zhì)量密度間斷面和微缺陷。侵徹過程中,PBX將承受高過載,PBX內(nèi)的質(zhì)量密度間斷面和微缺陷將引起材料損傷,損傷區(qū)域在力、熱、化學(xué)場耦合作用下會產(chǎn)生局部高溫,極易發(fā)生點火甚至爆轟,使鉆地彈發(fā)生早炸,導(dǎo)致打擊任務(wù)失敗。PBX裝藥的侵徹安定性與撞擊載荷下PBX的力、熱、化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān),本文針對一種新的澆注型PBX1314的動態(tài)損傷演化、點火與反應(yīng)動力學(xué)特性及其作為鉆地彈裝藥的侵徹安定性開展研究,主要包括以下幾個方面:（1）基于動態(tài)力學(xué)性能實驗中PBX1314的宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)和細觀損傷形貌,研究了不同應(yīng)力狀態(tài)下細觀微裂紋演化與PBX1314宏觀力學(xué)響應(yīng)之間的內(nèi)在聯(lián)系,建立了PBX1314動態(tài)損傷點火模型,預(yù)報了多種應(yīng)力狀態(tài)下PBX1314的動態(tài)力學(xué)響應(yīng),研究了不同生熱機制引起的宏觀平均溫升與局部非均勻溫升,分析了PBX1314微裂紋附近由熱量沉... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

拉格朗日實驗原理示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-18-與計算，建立了PBX1314爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程，確定了狀態(tài)方程參數(shù)。基于該狀態(tài)方程，對圓筒爆轟實驗中爆轟波在PBX1314中的傳播與圓筒的膨脹變形進行了數(shù)值模擬，驗證了狀態(tài)方程及其參數(shù)的正確性。圖1-3論文研究框架Figure1-3Researchframeworkofthispaper第四章通過拉格朗日實驗方法研究了PBX1314的反應(yīng)動力學(xué)特性，實測了一維沖擊起爆過程中PBX1314內(nèi)沖擊波轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z波的壓力增長歷史�；趯_擊波傳播路徑上反應(yīng)流場的分析，建立了PBX1314的反應(yīng)動力學(xué)模型，確定了模型參數(shù)。通過設(shè)計的PBX1314起爆與能量釋放特性實驗，對PBX1314的反應(yīng)動力學(xué)模型及其參數(shù)進行了驗證，提出了一套用于定量研究新型含能材料反應(yīng)動力學(xué)特性的系統(tǒng)性方法。第五章建立了含PBX1314裝藥的鉆地彈侵徹混凝土靶有限元模型，利用數(shù)值模擬方法研究了高過載環(huán)境下PBX1314裝藥的動態(tài)損傷、點火與反應(yīng)進程，并利用侵徹實驗對數(shù)值模擬結(jié)果進行了檢驗。根據(jù)PBX1314裝藥的損傷分布、點火位置以及點火區(qū)域的最終反應(yīng)度，研究了微裂紋摩擦在PBX1314動態(tài)損傷與點火中

晃榷ǖ奈?裂紋處于閉合-剪切狀態(tài)。加載初期，材料應(yīng)力水平較低，由式(2-12)、(2-13)和(2-14)可知微裂紋處于未擴展的穩(wěn)定狀態(tài)，此時材料主要表現(xiàn)為粘彈性特性。這與圖2-1(b)中損傷變量在加載初期始終處于較低水平相一致。隨著加載的持續(xù)進行，應(yīng)力水平不斷升高，主微裂紋的能量釋放率超過閾值gtr，微裂紋的擴展速率迅速升高至最大值，微裂紋的迅速擴展使式(2-28)中的應(yīng)力率迅速由正值轉(zhuǎn)變?yōu)樨撝�，材料的�?yīng)力達到峰值后迅速下降，表現(xiàn)為應(yīng)力軟化，PBX1314很快失去了偏應(yīng)力空間的承載能力，材料迅速達到完全損傷的狀態(tài)。圖2-1PBX1314與PBX9501在單軸壓縮載荷作用下的動態(tài)力學(xué)響應(yīng)。(a)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，(b)損傷-應(yīng)變曲線Figure2-1DynamicmechanicalresponsesofPBX1314andPBX9501underuniaxialcompressions.(a)Stress-straincurves,(b)damage-straincurves下面對比PBX1314與PBX9501在動態(tài)單軸壓縮載荷下力學(xué)性能的差異。由圖2-1可知，在相同應(yīng)變率下PBX1314的應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率、應(yīng)力峰值相對較小，應(yīng)力峰值約為PBX9501應(yīng)力峰值的1/3，而應(yīng)力峰值對應(yīng)的應(yīng)變較大，約為PBX9501的7倍。這與PBX1314中的粘結(jié)劑含量較高密切相關(guān)。一方面，粘結(jié)劑具有較強的粘彈性特性，且模量遠低于含能顆粒，作為一種復(fù)合材料，粘結(jié)劑組份的提高，必然引起材料總體模量的降低。另一方面，粘結(jié)劑含量的提高，使含能顆粒在材料中的分布相對稀疏，在壓縮載荷作用下，粘結(jié)劑為含能顆粒提供了

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]局部撞擊作用下PBX炸藥響應(yīng)與點火研究[D]. 傅華.南京理工大學(xué) 2016
[3]PBX炸藥動態(tài)力學(xué)行為及起爆特性研究[D]. 蔡宣明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]PBX炸藥裝藥的力學(xué)性能及損傷破壞研究[D]. 李俊玲.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]低幅值沖擊條件下帶殼炸藥反應(yīng)烈度的研究[D]. 李濤.中國工程物理研究院北京研究生部 2003



本文編號：3418977