PBX 9501炸藥動(dòng)態(tài)增強(qiáng)因子的預(yù)測(cè)公式

崔云霄，陳鵬萬(wàn)，劉龑龍，戴開達(dá)，鐘方平

（1．北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2．西北核技術(shù)研究所，陜西西安710024）

引 言

PBX炸藥具有良好的力學(xué)性能和安全性，廣泛應(yīng)用于各類導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部。該種炸藥屬于高顆粒填充復(fù)合材料，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%～95%的炸藥顆粒和黏結(jié)劑組成，炸藥顆粒一般為RDX、HMX 或TATB等含能材料。PBX炸藥的力學(xué)性能非常復(fù)雜，在低應(yīng)變率下具有明顯的黏彈性，而在高應(yīng)變率下則表現(xiàn)出脆性。研究表明［1－3］，溫度和應(yīng)變率對(duì)PBX炸藥的力學(xué)性能有明顯的影響。PBX炸藥的壓縮強(qiáng)度和壓縮模量隨溫度的降低而增加，隨應(yīng)變率的增加而增加。因此，弄清應(yīng)變率和溫度對(duì)PBX炸藥力學(xué)響應(yīng)的影響，對(duì)于預(yù)估裝藥在復(fù)雜外部機(jī)械刺激下的力學(xué)響應(yīng)、避免意外事故具有重要意義。

PBX 9501是目前研究最為廣泛的PBX炸藥，具有能量密度高和物理性能優(yōu)良的特點(diǎn)，其組分包含95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的HMX 級(jí)配顆粒和2．5%的Estane 5703黏結(jié)劑，1．25%的增塑劑和1．25%鈍感劑。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)PBX 9501炸藥開展了大量實(shí)驗(yàn)研究，積累了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本研究根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)了室溫下PBX 9501炸藥的力學(xué)性能隨應(yīng)變率變化的趨勢(shì)，利用時(shí)溫等效原理補(bǔ)充了缺少的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，擬合得到動(dòng)態(tài)增強(qiáng)因子的預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式，便于工程預(yù)估力學(xué)性能以及在數(shù)值模擬中考慮PBX炸藥的應(yīng)變率效應(yīng)。

1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集

1．1 單軸壓縮強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

在溫度25℃下，Gray等［2－3］對(duì)兩種尺寸的PBX 9501炸藥開展了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，藥柱尺寸分別為Φ9．52mm×19mm 和Φ6．35mm×6．35mm，密度為（1．827±0．003）g／cm3，應(yīng)變率0．001～0．1s－1，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示?！?br>