TATB基PBX的单轴主特征破坏参数识别研究

高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)的主特征破坏参数识别是强度准则建立和结构强度评估的基础。以TATB基PBX为研究对象,基于单轴拉伸和单轴压缩两种加载方式,考虑20℃、35℃及50℃三个温度点,设计了系列的直接破坏和不同初始应力水平的蠕变后破坏试验。依据获得的破坏参数数据,对比分析了环境温度、初始应力水平对破坏应力/破坏应变这两个典型破坏参数的影响。结果表明,不论是直接破坏还是蠕变后破坏,破坏应力随环境温度的升高而降低,破坏应变体现为拉伸时的增大和压缩时的减小;相同的环境温度下,初始应力水平的增加会导致破坏应力的降低和破坏应变的增大。进一步分析表明,破坏应力受环境温度、初始应力水平的影响较大,且无临界值,不宜作为主特征破坏参数;破坏应变作为主特征破坏参数则较为简便,可认为当一点应变达到临界应变时破坏,而不论该应变是载荷直接引起的还是时温诱发蠕变引起的,直接破坏的破坏应变可作为该温度点的临界破坏应变,20℃、35℃及50℃单轴拉伸临界破坏应变分别为0.1330%、0.1452%和0.1675%,单轴压缩时临界破坏应变分别为-1.4206%、-1.4159%和-1.1731%。     

纳米压痕仪测试TNT单晶(100)晶面的模量与硬度

用溶剂蒸发法制备了厘米级TNT大单晶。用X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)方法表征了其晶型结构。结果表明,其晶体为单斜晶系,最大显露晶面为(100)。用纳米压痕仪获得TNT(100)晶面上的压入模量、压入硬度分别为(17.40±0.35)GPa和(0.81±0.05)GPa,该模量显著高于熔铸TNT炸药的压缩模量。     

多因素加速老化对硬质聚氨酯泡沫塑料压缩力学性能的影响研究

对硬质聚氨酯泡沫塑料进行了温度、湿度、载荷多因素加速老化试验研究,对老化前后的压缩性能进行了检测。采用方差分析法初步探讨了各老化因素对材料力学性能的影响,并对诱发材料力学性能劣化的物理机制进行了探讨。试验结果表明,硬质聚氨酯泡沫塑料在温湿度无载加速老化试验后,其压缩性能变化不明显,而经历温湿度负载加速老化后,其压缩性能出现了明显的降低。分析认为,蠕变损伤的形成演化和累积或是造成这一现象的关键机制。     

TATB基PBX在不同围压下的Boltzmann-P本构模型及其数值计算方法

围压对于PBX材料的力学性能影响显著,围压影响的实质为静水压力的影响。该文基于Boltzmann本构模型,建立了考虑静水压力影响的TATB基PBX准静态Boltzmann-P非线性弹性本构模型,提出了针对该本构模型的非线性计算方法,采用Mises等效应力-应变并引入泊松比提出了一维本构模型转化为三维模型的数值方法,然后通过二次开发实现了本构模型以及相应算法的实际应用。通过对单位体积单元进行计算,在无围压条件以及围压两种条件下Boltzmann-P模型描述精度均高于Boltzmann模型,验证了Boltzmann-P本构模型及相应算法与所开发程序的正确性。     

JB-9014炸药热损伤及其表征

在200℃高温条件下恒温2 h,对JB-9014炸药进行了热损伤模拟实验.用光学显微镜以及超声波检测等手段,对JB-9014炸药的损伤程度进行了表征分析.结果表明热损伤后JB-9014炸药样品的表面以及内部出现了裂纹和孔隙.     

典型PBX基于Boltzmann函数的准静态单轴拉压非线性本构模型（英）

准静态载荷下的拉伸压缩试验中,几乎所有高聚物粘结炸药(PBX)都体现出了明显的非线性本构行为,现常用的本构模型在描述这种非线性时适应性不甚理想.针对五种典型PBX炸药(PBX-X,PBX-9502,LX-17,PBX-9501,EDC-37)应力应变曲线的非线性及非对称性,基于Boltzmann函数推导了一种拉伸和压缩一起考虑的准静态单轴非线性四参数本构模型.在讨论模型待定参数物理意义的基础上,基于文中提出的待定参数初值确定方法,采用该本构模型对五种典型PBX的应力应变曲线进行了拟合.结果表明,该本构模型可较好地描述五种典型PBX炸药不同温度和应变率下的本构行为.基于Boltzmann函数的拉压非线性本构模型,有望作为一种适用于不同PBX的通用准静态本构模型广泛运用.     

TATB基PBX的准静态拉压非线性本构模型及其应用（英）

高聚物粘结炸药（PBX）的应力应变曲线普遍存在非线性显著和对称性较差的特点,本构模型构建困难是炸药材料力学性能研究中的一个难题。以PBX‐901为研究对象,开展了不同温度下的单轴拉伸和单轴压缩试验,根据获得的S型应力应变曲线,基于Boltzmann函数分别推导建立了一种四参数本构模型和一种双参数本构模型。结果表明：较之于四参数本构模型,双参数本构模型的参数确定不需要参数拟合,仅采用压缩强度和初始段弹性模量解析求解的方式获取即可,描述精度误差低于5%。最后采用ANSYS软件的二次开发模块,实现了双参数本构模型在巴西圆盘试验中的数值模拟应用,试验结果和数值模拟结果的对比分析显示二者的相对误差仅5.11%,表明所建立的双参数本构模型的描述精度满足工程需要。     

TATB基PBX双曲Drucker-Prager强度准则适用性分析

为准确建立三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物粘接炸药(PBX)材料的强度准则,通过自主研制的主动围压试验机获取了不同温度(22.5,35,50℃),不同围压(0～10 MPa)下材料的强度;根据单轴拉伸、单轴压缩以及围压压缩实验数据,采用传统Drucker-Prager(D-P)以及双曲D-P强度准则分别建立了不同温度下TATB基PBX材料的强度模型,并分析了其对于强度实验数据的预测精度。结果表明,双曲D-P强度准则对于22.5,35,50℃下强度实验数据的预测相对误差最大分别为2.41%,3.46%,5.22%,均方根误差分别为0.42,0.38,0.44 MPa,优于传统D-P强度准则结果;对于间接三轴拉伸和压缩破坏应力状态的预测,其相对误差分别为4.93%和12.14%,总体上均优于传统D-P、Mohr-Column、双剪以及单轴强度准则。考虑中主应力影响且处处正则的双曲D-P强度准则能准确预测不同温度下TATB基PBX材料的强度特性。     

凝聚炸药爆轰过程的电导率研究进展

电导率测试技术是爆轰研究中的一项重要测试技术,它为爆轰物理和爆轰化学提出了新的研究方向.本文对凝聚炸药爆轰过程的电导率研究现状进行了综述和归纳,对爆轰过程电导率测试的发展历史、工作原理以及试验方法进行了说明.     

JOB-9003炸药的载荷环境试验

在5 MPa轴向压应力条件下,对JOB-9003炸药进行了温度循环试验,结果表明,试验后炸药性能发生了明显的变化.JOB-9003炸药在载荷环境和温度循环的共同作用下其径向尺寸增加,轴向尺寸减小,而且径向尺寸的增加量与轴向尺寸的减小量相当.与轴向尺寸相比,径向尺寸对样品体积的影响更大,试验后样品体积变大,密度降低,同时炸药的压缩强度、最大蠕变应变和压缩蠕变断裂时间出现了明显降低,而模量变化不明显.分析认为,JOB-9003炸药内部的微孔隙和微损伤在载荷环境试验下发生变化,从而使JOB-9003炸药的尺寸、密度和力学性能出现了上述变化规律.