• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟

王晨 陈朗 刘群 皮铮迪 胡晓棉

王晨, 陈朗, 刘群, 皮铮迪, 胡晓棉. 多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(2): 167-173. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07
引用本文: 王晨, 陈朗, 刘群, 皮铮迪, 胡晓棉. 多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(2): 167-173. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07
Wang Chen, Chen Lang, Liu Qun, Pi Zheng-di, Hu Xiao-mian. Numerical simulation for analyzing shock to ignition of PBXs with different compositions in meso-structural level[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(2): 167-173. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07
Citation: Wang Chen, Chen Lang, Liu Qun, Pi Zheng-di, Hu Xiao-mian. Numerical simulation for analyzing shock to ignition of PBXs with different compositions in meso-structural level[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(2): 167-173. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07

多组分PBX炸药细观结构冲击点火数值模拟

doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0167-07
详细信息
    作者简介:

    王晨(1985—), 女, 博士

  • 中图分类号: O381

Numerical simulation for analyzing shock to ignition of PBXs with different compositions in meso-structural level

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  • 摘要: 建立了炸药颗粒自由堆积三维计算模型,考虑了炸药颗粒尺寸和位置的随机分布、粘结剂对炸药颗粒的包覆和不同组分炸药颗粒间的级配;采用非线性有限元方法,对炸药颗粒由自由堆积到密实装药的压药过程进行模拟,构建了PBX炸药细观结构模型;对多元PBX炸药(HMX+TATB+Estane)细观结构冲击点火过程进行了计算,考虑冲击作用下炸药内部热力耦合作用和自热反应,计算不同组分比例混合炸药的冲击点火性能,分析了炸药组分对冲击点火的影响。研究表明TATB含量增加,混合炸药冲击感度降低。
  • 图  1  PBX炸药细观结构显微照片

    Figure  1.  Image of the PBX microstructure

    图  2  炸药颗粒自由随机堆积示意图

    Figure  2.  Pictorial of a packed ensemble of particles

    图  3  压制过程炸药在不同时刻的变形

    Figure  3.  Deformation of explosive particles at different times during compression

    图  4  计算得到压制成型后PBX炸药细观结构截面图

    Figure  4.  Calculated meso-structure of pressed PBXs

    图  5  炸药颗粒自由堆积模型

    Figure  5.  Packed ensemble of particles

    图  6  炸药细观结构1/2模型网络图

    Figure  6.  Mesh of the calculation model

    图  7  不同配比混合炸药细观结构模型

    Figure  7.  Calculated meso-structure for varying compositions

    图  8  飞片冲击加载PBX炸药物理模型

    Figure  8.  Calculation model of shock to ignition

    图  9  飞片冲击加载PBX炸药计算模型网络图

    Figure  9.  Mesh of the calculation model

    图  10  温度分布图

    Figure  10.  Distribution of temperature

    图  11  测点示意图

    Figure  11.  Schematic of gauging point

    图  12  炸药内部监测点温度时间变化曲线

    Figure  12.  Calculated temperature-time curves of selected elements

    图  13  不同配比炸药发生点火的位置

    Figure  13.  Temperature contous of varying composite content

    图  14  临界点火压力随HMX质量分数变化曲线

    Figure  14.  Critical pressure of ignition varied with mass fraction of HMX

    表  1  材料参数

    Table  1.   Material parameters

    材料ρ/(kg·m-3)G/GPaσy/GPac/(m·s-1)sγ0
    HMX1 9002.7000.102 9012.0581.100
    TATB1 8761.7000.081 7451.9931.097
    Estane1 1000.2700.012 3501.7001.000
    Steel7 85079.0001.854 5701.4901.930
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-03
  • 修回日期:  2012-11-02
  • 刊出日期:  2014-03-25

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