【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(qiáng)大而被廣泛應(yīng)用于各國(guó)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(shí)必然會(huì)受到強(qiáng)烈的沖擊波作用,在加工或運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中也會(huì)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(yùn)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(duì)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(yīng)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(guò)程的必不可少的材料模型,故本文將PBX凝聚炸藥的反應(yīng)率動(dòng)力學(xué)本構(gòu)作為研究的核心內(nèi)容。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文介紹了PBX凝聚炸藥動(dòng)力學(xué)本構(gòu)模型的基本理論,包括未反應(yīng)炸藥和反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)方程、單溫模型混合法則以及常見(jiàn)得反應(yīng)率本構(gòu)模型等,為理論分析做好鋪墊。其次,本文自主設(shè)計(jì)了拉格朗日實(shí)驗(yàn)加載裝置,并順利完成了拉格朗日實(shí)驗(yàn),測(cè)得到了藥柱沖擊起爆過(guò)程中不同拉式位置的壓力時(shí)程曲線。另外本文在實(shí)驗(yàn)部分裝置(如觸發(fā)探針等)設(shè)計(jì)方面取得了一些原創(chuàng)性的成果。再次,本文基于實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果采用拉式分析方法得到了PBX炸藥的點(diǎn)火增長(zhǎng)方程參數(shù)。計(jì)算中引入路徑線法提高了計(jì)算精度,并以差分代替積分編制了MATLAB計(jì)算程序,求得了起爆流場(chǎng)的質(zhì)速、比容和內(nèi)能等物理量時(shí)程曲線。采用單溫模型和混合法則引入了反應(yīng)度并建立了反應(yīng)度與起爆流場(chǎng)物理量之間的關(guān)系,通過(guò)求解方程組,獲得了起爆流場(chǎng)的反應(yīng)度時(shí)程曲線。利用反應(yīng)度獲得了反應(yīng)率曲線,從而對(duì)反應(yīng)率方程中的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)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(biāo)定的PBX炸藥的本構(gòu)模型參數(shù)對(duì)沖擊起爆實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬獲得的拉式位置的壓力時(shí)程曲線與實(shí)驗(yàn)曲線基本吻合,驗(yàn)證了本文所標(biāo)定的三項(xiàng)式點(diǎn)火增長(zhǎng)方程參數(shù)的正確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ560.1

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