一种CL-20基混合炸药等静压装药工艺安全性分析

为确保炸药在等静压装药工艺过程中的安全性,对一种CL-20基混合炸药(GMD-15)的本质安全性及其与接触材质的相容性进行了分析;运用数值模拟、力学性能测试、热安全性能测试手段,重点分析了GMD-15等静压压制工艺过程中的受力安全性以及热安全性。数值模拟表明:140 MPa条件下,等静压压制药柱的温升为7℃,小于普通模压(29℃);力学性能测试中以≥5 MPa/s的应力率对GMD-15药柱施加压应力,药柱没有发生爆炸或者燃烧;热安全性能测试中以1.5~2.0℃/min的升温速率对GMD-15药粉进行加热,190℃药粉方发生反应,将GMD-15药柱在108℃左右恒温3 h,未发生反应。分析认为,等静压压制GMD-15工艺过程安全,不会导致炸药发生热爆炸。     

装药落锤冲击实验载荷特性研究

在装药发射安全性试验中,只有落锤的冲击载荷与膛压曲线较为相近时,落锤冲击试验结果才有意义。落锤冲击载荷特性与多种因素有关,通过对各种因素的调整,使落锤冲击载荷与膛压曲线吻合是落锤法进行装药发射安全性试验的前提,也具有一定难度。采用ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对落锤冲击载荷作用下炸药装药内部压力的变化过程进行数值模拟,通过改变落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度,来研究炸药装药内部的动态响应特征(压力变化的过程)。模拟实验的结果表明:落锤的高度、落锤的质量以及炸药装药的高度对炸药装药内部压力都有影响;落锤的质量和炸药装药高度对压力脉冲作用时间宽度有影响,而落锤的高度对压力脉冲作用时间没影响。     

JO-6炸药耐热性试验研究

为了研究JO-6炸药柱的耐热性能,利用自行研制的热爆炸试验系统进行了JO-6炸药柱的全历程试验和180℃条件下的热终止试验。探讨了装药状态对JO-6炸药热爆炸反应温度的影响,分析了有约束和无约束两种条件下HMX转晶对JO-6炸药柱结构和尺寸的影响。结果表明,粉态装药的热爆炸反应温度高于柱态装药,但对晶型转变温度没有明显影响,随着加热温度的升高,两种装药状态下的JO-6炸药均在180℃会发生HMX的转晶吸热,同时引起试样整体结构的破坏,使得试样尺寸增大,密度减小,试样在无约束条件下的结构破坏要大于有约束条件。     

高温下混凝土动态压缩行为细观数值研究

结合混凝土细观非均质性,考虑高温下细观组分力学性能退化效应及率效应的影响,建立了高温作用下混凝土动态压缩破坏行为及应变率效应研究的细观尺度数值分析模型。首先对混凝土热传导行为进行模拟,进而将"结果输出"作为"初始条件"对混凝土动态力学行为进行细观模拟,模拟与已有试验结果的良好吻合验证了数值方法的可行性及准确性。在此基础上,研究了高温加热后混凝土动态单轴压缩破坏行为及细观破坏机制,揭示了高温作用对动态压缩强度放大系数的影响规律。结果表明:高温加热后,混凝土动态冲击破坏集中在力学性能薄弱的加载端;相比于应变率效应,温度退化效应对混凝土力学性能（如强度、割线模量）影响更为显著。     

Taylor冲击载荷作用下PBX炸药细观损伤模式及机理研究

空对地钻地弹在高速侵彻过程中,装药部的提前起爆严重影响到对攻击目标的毁伤作用,针对这个急迫需要解决的问题,对装药部(PBX炸药)在高g值载荷作用下的细观损伤模式及机理进行研究。基于一级轻气炮,应用激光测速系统监测实验试件击靶速度,由压电传感器采集实验试件应力状态,进而通过Taylor冲击加载方式对PBX炸药损伤形式进行实验研究。基于细观损伤理论,结合扫描电子显微镜(SEM)对其损伤模式进行分析,结果表明,在较小冲击载荷作用下,晶体颗粒表面与粘结剂之间的剪切脱粘细观损伤模式最先发生;随着冲击载荷能量的增加,产生了细观损伤裂纹,并不断沿应力薄弱路径急剧传播,且萌生新的损伤裂纹,裂纹传播错综复杂,进而导致颗粒破碎,发生穿晶断裂、粘结剂劈裂等细观损伤模式,从而导致该PBX炸药宏观损伤裂纹的出现。PBX炸药细观损伤理论对该PBX炸药细观损伤模式的预测结果与实验分析结果基本相符,该细观损伤理论为其细观损伤机理研究提供了重要依据。     

玻璃纤维增强聚醚砜复合材料力学性能研究

研究了两种连续玻璃纤维(S-GF和E-GF)增强聚醚砜(PES)复合材料在室温下的静态力学性能,包括拉仲、压缩、弯曲和剪切等:讨论了成型温度和成型时间对复合材料性能的影响;分析了各种破坏形式下的断口形貌。     

工业CT技术在炸药装药质量检测中的应用

介绍了BT-400型工业CT无损检测的基本原理。文中主要论述了利用CT机对炸药装药的内部缺陷和密度变化进行检测,以及利用密度曲线对产品内部缺陷进行尺寸测量,通过对检测结果的分析、讨论,为设计人员及时修改试验方案、调整制作工艺提供科学的、可靠的依据。     

大尺寸重力铸造A356铝硅合金管坯楔压致密化

为了消除铸造铝硅合金中的孔洞、疏松等缺陷,提高合金性能,采用基于多道次局部小变形累积整体成型的楔压成型工艺,压制出力学性能良好,整体致密化,外形圆整的A356管坯。通过金相组织、室温拉伸、布氏硬度和SEM等手段,对楔形压制致密化的规律及其合金的微观组织和力学性能进行研究。试验结果表明:楔形压制工艺能显著压合甚至消除重力铸造产生的孔洞,力学性能得到显著提高,抗拉强度和延伸率分别从楔压前的148MPa,2.5%提高到224MPa,7.3%。     

热成型包装（上）

热成型是通过加热使塑料片材或塑料膜软化，压制成所需要的形式。通常使用的模具，其一面带有真空撑压，热成型的模塑力由不同的空气压力提供。用热成型法制作各种形状的包装容器是比较经济的，如杯子、盘子、鸡蛋箱和泡罩包装。     

外接触爆炸荷载作用下大口径钢管变形与破坏效应的数值模拟

摘 要：基于动力有限元程序LS-DYNA及Lagrangian-Eulerian耦合方法,对大口径钢管在凝聚态炸药外接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行数值模拟,描述了管道的变形情况、破坏过程以及管道内部应力的发展过程,分析了炸药质量、管道壁厚等因素对钢管破坏效应的影响。并在相同的条件下进行了实验研究,计算结果与实验数据具有较好的一致性。研究表明,小质量炸药爆炸后在装药与钢管接触处产生凹坑、鼓包及层裂等破坏效应;而较大质量炸药爆炸后在其爆破部位发生剪切破坏产生类似弹丸的破片,破片具有较大的动能,能够击穿另一侧管壁。研究结果可应用于管道结构在接触爆炸作用下的毁伤或防护方面的预测,从而为管道的安全防护设计提供理论依据。     

CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究

为了提高六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基温压炸药的能量水平和安全性能,通过分析温压炸药爆炸反应历程,开展了CL-20基压装型温压炸药的设计及性能研究。结果表明:CL-20基压装型温压炸药装药密度2.015 g/cm³、爆热8 361 kJ/kg、爆速7 815 m/s,30 kg炸药爆炸时在远场12 m处的冲击波超压可对人员达到中度以上的毁伤;且其撞击感度8%,摩擦感度24%;在慢速烤燃、快速烤燃、12.7 mm子弹撞击试验中,炸药响应等级均为燃烧反应,爆轰性能和安全性能优异。     

黏结剂对TKX-50基压装炸药机械感度和成型性的影响

为了研究黏结剂对TKX 50单质炸药的机械感度和成型性能的影响,通过粒度分布试验分析了高速剪切粉碎机处理TKX-50原料后的形貌和粒度。借助机械感度试验研究了TKX-50原料、TKX-50预处理样品、黏结剂氟橡胶和含能热塑性弹性体ETPE包覆处理后TKX-50炸药的安全性能;利用压制成型试验分析了压力、温度对含不同黏结剂的TKX-50基压装炸药成型性的影响规律。结果表明,预处理后TKX-50的粒度变小,分布变窄,形貌比较规整,机械感度降低;氟橡胶或ETPE包覆处理TKX-50炸药的机械感度降低,在一定程度上提高了炸药的安全性;压力、温度对含氟橡胶或ETPE黏结剂的TKX-50基压装炸药的成型性影响较大,且ETPE黏结剂的TKX-50基混合炸药的成型性较好,特定压力和温度条件下其相对密度可达98.1%以上。     

高能炸药毁伤威力数值仿真实验研究

采用AUTODYN分别对2.0 kg球体裸装药TNT、H6、AL/AP-HE和PBX90104种常用爆炸材料建立数值仿真模型,对爆炸冲击波及热毁伤效应进行仿真分析,并对冲击波超压峰值和温度场温度进行对比分析.结果表明:不同爆炸材料爆炸产生的毁伤效应存在很大差别,在同等装药质量下,4种爆炸材料冲击波超压峰值PBX9010>H6>TNT>AL/AP-HE,4种爆炸材料温度峰值AL/AP-HE>PBX9010>H6>TNT;在距离爆心一定范围内的区域,爆炸温度场可以保持较长时间的高温,其温度衰减速率比冲击波衰减速率小得多,温度对于目标的毁伤作用时间更长,毁伤效果更好.     

Microstructure,deformation and failure of polymer bonded explosives

Polymer bonded explosives (PBXs) are highly particle filled composite materials comprised of explosive crystals and a polymeric binder (ca. 5–10% by weight). The microstructure and mechanical properties of two pressed PBXs with different binder systems were studied in this paper. The initial microstructure of the pressed PBXs and its evolution under different mechanical aggressions were studied, including quasi-static tension and compression, ultrasonic wave stressing and long-pulse low-velocity impact. Real-time microscopic observation of the PBXs under tension was conducted by using a scanning electron microscope equipped with a loading stage. The mechanical properties under tensile creep, quasi-static tension and compression were studied. The Brazilian test, or diametrical compression, was used to study the tensile properties. The influences of pressing pressures and temperatures, and strain rates on the mechanical properties of PBXs were analyzed. The mesoscale damage modes in initial pressed samples and the samples insulted by different mechanical aggressions, and the corresponding failure mechanisms of the PBXs under different loading conditions were analyzed.     

The prediction of the reaction of an explosive system in a fire environment. coated RDX systems for pressed explosives

A means has been found to predict the behavior of an explosive in response to rapid heating as in a fire. The prediction is empirical and is limited at this time to coated RDX systems used for pressed explosives. The prediction is based upon the quality of the coating present on the RDX crystals. A complete, adherent coating is correlated with a mild reaction to rapid heating while a poor to nonexistent coating is correlated with violent explosions and detonations. Assessment of the quality of the coating is made by a scanning electron microscopic (SEM) examination of the interior surfaces of the molding powder. It is suggested that the SEM can be used to guide an explosive development program and as a quality control for explosives production.     

树脂微球敏化乳化炸药的安全性研究

介绍了乳化炸药敏化技术的安全性现状,对比分析了具有封闭微孔、表面光滑、耐压强度高的树脂微球作为敏化剂的乳化炸药的安全性,并对树脂微球敏化的乳化炸药在常温(20℃)及高温(95℃)时的摩擦感度、撞击感度、热感度、热分解温度、真空安定性及乳胶基质同树脂微球的相容性进行检测。结果表明:树脂微球提高了乳化炸药的本质安全性及产品的爆炸性能和储存稳定性;树脂微球敏化的乳化炸药机械感度低,具有良好的热安全性及化学安定性。该敏化技术对高温敏化及中低温敏化乳化炸药生产线均适用。     

Extrusion of AI–5Fe–7Mn alloy prepared from rapidly solidified powder

Abstract

The characterization of rapidly solidified powders, their extrusion, and the evaluation of mechanical properties of the extrudates have been carried out for an Al–5Fe–7 Mn alloy. In the atomized powder, a metastable non–stoichiometric phase has been identified which transforms to the equilibrium (FeMn)Al₆ phase on heating at elevated temperatures (<400°C). It has been found that inhomogeneous dispersoid distribution and coarsening of phases during preheat causes deterioration of mechanical properties, both at room temperature and at elevated temperatures. It is suggested that control of atomization parameters and use of rapid heating of compacts may be essential to improve the mechanical properties.

MST/174     

Gas-induced damage in elastomeric composites

Gases may induce extensive and irreversible damage in elastomers when they are allowed to escape from the polymeric matrix. The damage is most evident as internal lacerations and also as an overall change in certain mechanical properties. The damage process, commonly termed explosive decompression failure, is really confined to gas-polymer systems which are initially equilibrated at high pneumatic stresses; greater than 10⁷ Pa. Two interrelated facets of this phenomenon are described in the context of elastomeric composites with particular emphasis on the role of interfacial quality. The results of an optical examination of the internal cracks found during a typical gas-induced rupture cycle are described. The system is a commercial silicone elastomer-glass filler composite where the fillers have been surface modified in order to alter the adhesive strength of the interface. The data indicate that the filler particles significantly modify the stress fields in the elastomer during gas-induced rupture. Essentially, the fillers suppress the development of the characteristic large scale axially symmetrical stress fields in the composites. This visual assessment of the damage is then related to the deterioration in certain mechanical properties of this current system.     

铝合金局部热处理技术及其在板材成形中的应用发展现状

铝合金因具有密度低、比强度高、耐蚀性好、回收再生性好等诸多优点,在航空航天、汽车等领域获得广泛的应用。然而铝合金的室温成形性较差,常依靠加热辅助其成形,不仅增加制造成本,降低生产效率,而且严重降低产品表面质量,从而限制其在复杂结构零部件以及高端制造领域中的应用。而局部热处理技术能够有效制备具有梯度性能分布的铝合金差性板,可以改善板材的变形行为和与模具之间的接触摩擦作用,实现调控成形过程中材料的流动时序,从而提高铝合金的室温成形能力。本文系统论述铝合金局部热处理技术的工艺原理及特点,对材料微观组织和力学性能的影响规律,快速加热的实现方式及优缺点,热处理路径的选取、加热温度和保温时间等关键技术,以及在实际板材成形中的应用。详细介绍局部热处理软化和硬化对铝合金板材强韧化的作用和调控机制,对比分析局部热处理提高铝合金板材成形能力的实际效果,从而加快推进该技术在我国高端铝制品加工行业中的实践和应用。     

TC4合金陶瓷模粉末冶金工艺研究

目的 研究陶瓷模粉末冶金工艺,通过数据积累指导未来工程化应用。方法 通过氧化钇陶瓷模壳技术,研究构件与铸件的化学成分、力学性能及微观组织。结果 粉末件在包套高度方向上金属收缩率明显大于包套水平方向的收缩率;粉末构件内部质量良好,无夹杂,其致密度达到了99.5%;粉末构件室温力学性能优于同成分铸件,部分室温力学性能达到TC4锻件水平。结论 采用稀土氧化钇面层、硅溶胶铝矾土背层涂料工艺得到的陶瓷型可用于陶瓷型壳粉末冶金工艺;构件尺寸收缩率在每个方向上不是均匀的,和其在包套内放置方向、包套放置方向都有关系;构件晶粒细小均匀,组织为由细小的魏氏体板条α相与相间β相、等轴α相所组成,等轴α相分布不均匀,主要分布在晶界上;其构件室温力学性能优于同成分铸件力学性能,部分性能达到了锻件水平。