高聚物粘結(jié)炸藥（Polymer Bonded Explosives,PBXs）是由高能單質(zhì)炸藥和高聚物粘結(jié)劑等組成的聚合物基高能炸藥,在生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等過(guò)程中PBX炸藥承受復(fù)雜應(yīng)力條件,系統(tǒng)研究PBX炸藥在各種載荷作用下的力學(xué)行為,它對(duì)于評(píng)估PBX炸藥使用壽命、使用安全性和可靠性都具有重要的意義。本文主要對(duì)PBX材料在不同溫度條件下的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)PBX材料在宏觀及細(xì)觀尺度上的斷裂破壞進(jìn)行數(shù)值模擬研究,主要內(nèi)容包括:在實(shí)驗(yàn)方面,采用巴西實(shí)驗(yàn)研究PBX模擬材料在室溫到90°C時(shí)的準(zhǔn)靜態(tài)拉伸力學(xué)性能,證實(shí)隨著溫度升高,PBX材料抗拉能力降低;采用平臺(tái)巴西實(shí)驗(yàn)測(cè)量PBX模擬材料在不同溫度下的斷裂韌性等參數(shù);根據(jù)數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）方法測(cè)得宏觀位移及應(yīng)變場(chǎng),研究PBX材料宏觀變形破壞機(jī)理;通過(guò)掃描電鏡觀察斷面形貌,結(jié)果表明,隨著溫度的升高,PBX模擬材料的破壞由穿晶斷裂的脆性破壞向沿晶脫粘破壞以及脫粘和顆粒破碎的復(fù)合破裂模式轉(zhuǎn)變;對(duì)不同長(zhǎng)徑比的PBX模擬材料的圓柱試樣進(jìn)行單軸壓縮實(shí)驗(yàn),分析尺寸對(duì)PBX模擬材料破壞模式和力學(xué)性能的影響;對(duì)長(zhǎng)徑比為1.0的PBX模擬材料圓柱試... 

【文章來(lái)源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 PBX炸藥的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.1 PBX炸藥宏觀力學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展
        1.2.2 PBX炸藥細(xì)觀力學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)展
        1.2.3 溫度對(duì)PBX炸藥力學(xué)性能影響的實(shí)驗(yàn)研究
    1.3 PBX炸藥力學(xué)行為數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.3.1 PBX炸藥本構(gòu)及宏觀數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.3.2 PBX炸藥細(xì)觀數(shù)值模擬的研究進(jìn)展
    1.4 本論文主要工作
第二章 PBX炸藥力學(xué)性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)方法和原理介紹
    2.1 概述
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及其制備
    2.3 主要實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 巴西實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 平臺(tái)巴西實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 半圓盤(pán)彎曲實(shí)驗(yàn)
        2.3.4 單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
        2.3.5 單軸拉伸實(shí)驗(yàn)
    2.4 數(shù)字圖像相關(guān)方法
        2.4.1 DIC方法匹配原理
        2.4.2 DIC測(cè)量系統(tǒng)的搭建
        2.4.3 三維數(shù)字圖像相關(guān)方法
        2.4.4 圖像處理軟件及分析流程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同溫度條件下PBX模擬材料準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 概述
    3.2 本章主要研究?jī)?nèi)容
    3.3 不同溫度下PBX模擬材料拉伸性能測(cè)試
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.2 巴西實(shí)驗(yàn)
        3.3.3 平臺(tái)巴西實(shí)驗(yàn)及斷裂韌性測(cè)量
        3.3.4 斷口形貌
    3.4 PBX模擬材料的壓縮性能實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 不同長(zhǎng)徑比的單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 溫度條件下單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
    3.5 界面脫粘實(shí)驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 不同溫度條件下的兩種炸藥材料準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 概述
    4.2 本章主要研究?jī)?nèi)容
    4.3 不同溫度下兩種炸藥材料的拉伸性能分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.2 宏觀變形場(chǎng)分析
        4.3.3 拉伸載荷下破壞模式分析
    4.4 不同溫度下兩種炸藥材料的壓縮性能分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.2 拉壓性能對(duì)比
        4.4.3 宏觀變形場(chǎng)分析
        4.4.4 單軸壓縮損傷本構(gòu)關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
第五章 PBX材料宏觀力學(xué)行為數(shù)值模擬
    5.1 概述
    5.2 本章主要研究?jī)?nèi)容
    5.3 粘聚裂紋模型基本理論
    5.4 嵌入式粘聚裂紋模型
        5.4.1 強(qiáng)間斷理論
        5.4.2 粘聚應(yīng)力與軟化曲線
        5.4.3 基本方程
        5.4.4 起裂判據(jù)
        5.4.5 裂紋調(diào)整技術(shù)
    5.5 ECCM模型數(shù)值實(shí)現(xiàn)
        5.5.1 用戶材料子程序編譯實(shí)現(xiàn)
        5.5.2 軟化曲線函數(shù)
        5.5.3 Newton-Raphson迭代法求解過(guò)程
    5.6 數(shù)值模擬驗(yàn)證
        5.6.1 單胞模型驗(yàn)證
        5.6.2 單軸拉伸實(shí)驗(yàn)
        5.6.3 三點(diǎn)彎實(shí)驗(yàn)?zāi)M
    5.7 PBX半圓盤(pán)彎曲實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬分析
        5.7.1半圓盤(pán)彎曲實(shí)驗(yàn)
        5.7.2 嵌入式粘聚裂紋模型預(yù)測(cè)
        5.7.3 臨界距離理論預(yù)測(cè)
        5.7.4 數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比
    5.8 PBX巴西實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬
        5.8.1 威布爾隨機(jī)分布
        5.8.2 模型建立及材料參數(shù)確定
        5.8.3 數(shù)值模擬結(jié)果
        5.8.4 幾種方法測(cè)得拉伸強(qiáng)度的相關(guān)性研究
    5.9 本章小結(jié)
第六章 PBX炸藥力學(xué)行為的細(xì)觀數(shù)值模擬
    6.1 概述
    6.2 本章主要研究?jī)?nèi)容
    6.3 細(xì)觀模型建立
        6.3.1 粘結(jié)單元
        6.3.2 模型建立
        6.3.3 材料參數(shù)
        6.3.4 邊界條件
    6.4 細(xì)觀數(shù)值模擬結(jié)果分析
        6.4.1 單軸拉伸條件下的力學(xué)行為分析
        6.4.2 單軸壓縮條件下的力學(xué)行為分析
        6.4.3 含預(yù)制損傷的拉伸/壓縮破壞模擬
        6.4.4 應(yīng)變率及材料參數(shù)對(duì)PBX壓縮力學(xué)性能影響
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
    本文的主要結(jié)論
    未來(lái)工作計(jì)劃
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅層軟巖單軸抗壓強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)[J]. 呂龍龍,宋麗,廖紅建,李杭州.  長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2016(09)
[2]高聚物黏結(jié)炸藥的力學(xué)性能研究進(jìn)展[J]. 李尚昆,黃西成,王鵬飛.  火炸藥學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]PBX炸藥含裂紋擴(kuò)展損傷的粘塑性本構(gòu)關(guān)系[J]. 成麗蓉,施惠基.  含能材料. 2015(10)
[4]基于線性Drucker-Prager模型的PBX準(zhǔn)靜態(tài)彈塑性變形分析[J]. 王鵬飛,黃西成,何穎波,郭虎.  含能材料. 2015(05)
[5]以RDX為基的澆注PBX力學(xué)性能與本構(gòu)模型[J]. 唐明峰,藍(lán)林鋼,李明,溫茂萍.  含能材料. 2014(02)
[6]破片撞擊裝藥點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬[J]. 孫寶平,段卓平,張海英,劉彥,黃風(fēng)雷.  爆炸與沖擊. 2013(05)
[7]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C建議的鋼筋和混凝土本構(gòu)關(guān)系模型在結(jié)構(gòu)彈塑性分析中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用[J]. 劉康,洪嵩然.  建筑結(jié)構(gòu). 2012(S2)
[8]PBX細(xì)觀損傷特征及表征方法研究綜述[J]. 郭虎,羅景潤(rùn),謝朝陽(yáng).  四川兵工學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]HMX熱分解動(dòng)力學(xué)與熱安全性研究[J]. 湯嶄,楊利,喬小晶,張同來(lái),郁衛(wèi)飛.  含能材料. 2011(04)
[10]ABAQUS中的混凝土塑性損傷模型[J]. 張戰(zhàn)廷,劉宇鋒.  建筑結(jié)構(gòu). 2011(S2)

博士論文
[1]PBX炸藥裝藥的力學(xué)性能及損傷破壞研究[D]. 李俊玲.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]基于內(nèi)聚力模型的復(fù)合材料拉伸性能細(xì)觀有限元分析[D]. 王曉強(qiáng).哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]基于粘結(jié)裂縫模型的非均勻準(zhǔn)脆性材料斷裂模擬研究[D]. 蘇項(xiàng)庭.浙江大學(xué) 2011
[4]一種PBX炸藥試樣在復(fù)雜應(yīng)力動(dòng)態(tài)加載下的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳榮.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[5]基于半圓彎曲試驗(yàn)的瀝青混合料動(dòng)態(tài)響應(yīng)及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]脆性基復(fù)合材料破壞過(guò)程細(xì)觀力學(xué)研究[D]. 張亞芳.東北大學(xué) 2006
[7]PBX的損傷、斷裂及本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 羅景潤(rùn).中國(guó)工程物理研究院 2001

碩士論文
[1]基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的PBX斷裂行為研究[D]. 劉晨.中國(guó)工程物理研究院 2016
[2]PBX變形破壞的宏細(xì)觀數(shù)值模擬[D]. 李生濤.北京理工大學(xué) 2015
[3]撞擊作用下PBX炸藥響應(yīng)過(guò)程的宏—細(xì)觀數(shù)值模擬[D]. 顧佳偉.北京理工大學(xué) 2015
[4]基于高速DIC方法的脆性材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[D]. 陳靜靜.北京理工大學(xué) 2014
[5]PBX有效力學(xué)性能及本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 敬仕明.中國(guó)工程物理研究院 2009
[6]瀝青混合料半圓彎拉試驗(yàn)方法研究[D]. 曹軻銘.湖南大學(xué) 2007
[7]HMX、TATB基高聚物粘結(jié)炸藥（PBX）力學(xué)性能的MD模擬研究[D]. 朱偉.南京理工大學(xué) 2005
[8]TATB/氟聚物復(fù)合材料的界面作用和力學(xué)性能研究[D]. 宋華杰.中國(guó)工程物理研究院北京研究生部 2000



本文編號(hào)：3571635