HMX基PBX炸藥熱損傷的數值計算與實驗研究

韋興文，吳束力，唐 興

（中國工程物理研究院化工材料研究所，四川綿陽621900）

HMX基PBX炸藥熱損傷的數值計算與實驗研究

韋興文，吳束力，唐 興

（中國工程物理研究院化工材料研究所，四川綿陽621900）

基于二維平面軸對稱模型，采用有限元軟件ANSYS，對HMX基PBX在溫度沖擊載荷作用下的溫度場和應力場進行數值計算，為了驗證有限元模擬分析的可靠性，對HMX基PBX藥柱進行了溫度沖擊試驗，用熱電偶和聲發射技術測量藥柱表面的溫度及熱損傷。數值計算結果表明，在降溫階段，藥柱側面中部受到較大軸向拉應力作用而產生熱損傷。實驗結果與計算結果吻合較好，說明HMX基PBX熱損傷破壞方式為拉應力破壞，抗拉強度可以較好地反映材料的耐熱損傷能力。

材料科學；HMX；高聚物黏結炸藥；PBX；熱損傷；數值模擬；有限元分析

引 言

PBX是炸藥晶體與黏結劑組成的二元復合材料，炸藥晶體與黏結劑之間存在黏結界面，在貯存、運輸和使用時會經歷各種溫度環境。研究表明［1-3］，在熱載荷作用下，尤其是降溫過程中，PBX容易發生界面損傷，首先是材料的微觀界面結構發生變化，產生微小的缺陷，隨著外界載荷的變化，缺陷會進一步擴大，最終可能導致材料的宏觀破壞。尤其是熱沖擊載荷產生的熱應力容易使PBX內部產生微裂紋，甚至開裂失效［4-11］。熱沖擊載荷條件是最危險，也是最難研究的典型工況之一，因此研究PBX的熱沖擊損傷具有重要意義。

本研究從炸藥裝藥的實際使用環境條件出發，利用電阻應變片測量、超聲波檢測和聲發射技術測試了HMX基PBX藥柱在溫度沖擊下的熱應變及熱損傷，采用有限元方法研究溫度沖擊載荷作用下HMX基PBX熱損傷規律，為HMX基PBX的工程應用提供參考。……