HMX状态方程与弹性性能的分子动力学研究

利用COMPASS力场,采用NPT系综对β-HMX晶体进行了温度为295K,压力为0—27GPa的分子动力学模拟并进行静态力学分析。研究了β-HMX的压缩各向异性,得到了295K下β-HMX的等温线,用不同状态方程对结果进行拟合,求得了零压下β-HMX体积模量民及其关于p的一阶导数K＇0。计算结果表明,用不同方程拟合得到的K0和K＇0存在差异。通过静态力学分析,得到了弹性系数以及各模量随压力的变化情况,通过对G／K与C12-C44（柯西压）的研究发现JB-HMX的硬度随着压力的增大而增大,在大压力作用下材料由脆性到韧性转变。     

Numerical Simulation on Explosion in Double-Layer Medium of Concrete and Soil

The numerical simulation on explosion in concrete and soil is performed by using the three-dimension finite element code LS-DYNA, into which a continuum damage model which can well describe the fracture of concrete is implemented. As a consequence, wave propagation and attenuation in concrete and on soil-concrete interface are obtained respectively. Moreover, the damage regions of concrete at different thicknesses of soil （TOS） and depths of charge （DOC） are procured. The existent soil reduces damage region of concrete. Numerical results provide reference for design of warhead and protective structure and blasting.     

动能弹侵彻钢筋混凝土相拟性分析

钢筋混凝土的侵彻和贯穿终点行为特性是防护工程和冲击工程领域内ー个主要的研究课题。本文通过对钢筋混凝土侵彻和贯穿量纲分析，得到了弹体侵彻/贯穿钢筋混凝土缩比相似律,讨论了缩比相似律对建立工程计算公式的指导作用。在重点考虑钢筋在侵彻过程中的影响和缩比相似律的基础上，进行了1:1和1:2.5对比试验及1:2.5和1:4的缩比数值模拟计算，二者结果与缩比相似律吻合较好。最后，对钢筋混凝土侵彻和贯穿缩比关系进行了分析讨论。     

2，4-二硝基苯甲醚基熔铸含铝炸药冲击起爆特性

为钝感高能炸药安全性设计和应用提供理论依据和物理基础,深入开展钝感熔铸含铝炸药冲击起爆特性实验研究。建立蓝宝石飞片平面撞击加载炸药一维拉格朗日分析组合式电磁粒子速度计实验测试系统,测量2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程中不同拉格朗日位置的粒子速度-时间变化曲线,获得飞片撞击速度和固相炸药颗粒度等变化对其冲击起爆爆轰成长的影响规律,并确定了该熔铸含铝炸药的冲击Hugoniot关系（D=2.439+2.137u,D为冲击波传播速度,u为粒子速度）和未反应炸药状态方程参数。结果表明：DNAN基熔铸含铝炸药冲击起爆爆轰成长过程的典型粒子速度曲线呈驼峰状,冲击波阵面波后粒子速度明显上升并加速追赶前导波阵面,冲击起爆过程整体表现为加速反应特征;在该装药颗粒度级配范围和加载压力下,加载压力越高或固相炸药颗粒度越小,炸药冲击起爆爆轰成长越快,越早转为爆轰。     

不同厚度比陶瓷/金属复合装甲抗弹性能

为支撑陶瓷复合装甲的结构设计,研究不同厚度比陶瓷/金属复合装甲的弹道防护性能。通过陶瓷/金属复合结构抗侵彻性能弹道实验及数值模拟研究,完成有限元-光滑粒子流体动力学耦合计算模型的校验;模拟长杆弹撞击陶瓷复合装甲过程,分析装甲陶瓷与金属背板厚度比对界面击溃效应影响,获取不同厚度比陶瓷/金属复合装甲抗弹性能。研究结果表明：陶瓷复合装甲存在两种主要防护机制;当弹体速度小于1 000 m/s,随着陶瓷厚度从15 mm增加至25 mm,复合装甲的界面击溃驻留时间能够提高一倍以上,期间弹体耗能最高可达50%;当弹体速度大于1 000 m/s时,侵彻阶段的耗能占据弹体动能损失的主导,期间最高耗能可达85%;当金属与陶瓷的厚度比为2∶1时,复合结构使弹体具有较长的界面驻留时间,并实现较高的弹道防护效能。     

浇注炸药PBX-1侵彻安定性试验与数值模拟

为了研究浇注型高聚物黏结炸药(PBX?1)在侵彻过程中的安定性,开展155 mm火炮发射平头试验弹侵彻混凝土靶板试验,获得了该试验条件下装药安定的临界侵彻速度约为490 m·s^-1。基于黏弹性统计裂纹(Visco?SCRAM)模型,采用流固耦合方法模拟了安定性试验中装药的力学响应,计算了装药黏弹性变形和宏观裂纹损伤导致的温升。数值模拟结果与试验结果相一致,试验弹弹体侵彻后无明显的变形和破坏,但浇注PBX炸药在侵彻过载下发生大变形流动,部分装药从尾部缝隙挤出并发生了局部点火反应;侵彻过程中装药尾部会与药室底部发生高速碰撞,形成局部高压区,最高压力超过500 MPa,装药尾部变形和损伤严重,装药尾部在碰撞和挤出时,温度会急剧升高,从而导致意外点火。     

爆轰合成纳米超微金刚石的提纯方法研究

用炸药爆轰的方法制备了纲米超微金刚石,分别用ＨＣｌＯ４、Ｈ２ＳＯ４＋Ｋ２Ｃｒ２Ｏ２以及Ｈ２ＳＯ４＋ＫＭｎＯ４等多种方法对纳米超微金刚石进行了提纯研究。用Ｘ射线衍射、差热和热失重对不同提纯方法得到的超微金刚石进行了分析。结果表明,Ｈ２ＳＯ４＋ＫＭｎＯ４提纯是一种高效、经济、安全、污染小、投资少的提纯新方法。     

流体动力超声在火炸药生产中的应用展望

重点从与火炸药行业相关的降粘防蜡、萃取、乳化分散、雾化、洗涤等五个方面进行总结,提出了在火炸药行业应用的前景及可行性。在军民融合的大背景下,流体动力超声技术在火炸药的生产过程中将大有可为。     

准等熵加载特性对PBXC03炸药起爆的影响规律

为了研究准等熵加载特性对高聚物粘结炸药(PBX)起爆响应特性的影响规律,对具有不同加载压力(8,10,12 GPa)与加载斜率的准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应过程进行数值模拟计算。采用准等熵加载下PBXC03炸药起爆响应实验得到1,1.5,2,3,4 mm处炸药背面粒子速度时间曲线,确定了PBXC03炸药的弹粘塑性双球壳塌缩反应速率模型(DZK)参数。利用DZK模型与参数得到了准等熵加载下峰值压力与加载斜率对PBXC03炸药起爆响应特性的影响规律。结果表明,两种加载方式(不同压力与不同斜率)对PBXC03炸药起爆过程均有较大影响,其他条件相同的情况下,加载斜率或峰值压力越大,炸药内的冲击波阵面峰值压力曲线和冲击波迹线增长越快且到爆轰时间越短。     

用巴西实验评价炸药的力学性能

对巴西实验原原理、特点及其在炸药力学性能研究中的应用现状进行了介绍。设计了巴西实验装置,用巴西实验对炸药的力学性能进行了实验研究,对巴西实验进行了粘弹性近似分析。巴西实验能够比较准确、敏感地反映炸药的力学性能,具有试样制备简单、实验费用低等优点,是评价炸药力学性能的可行方法。