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RDX/HMX颗粒炸药落锤撞击点火-燃烧机理

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爆炸与冲击 2017年第2期37卷 339-346页

作者：吴艳青鲍小伟王明扬黄风雷张柱北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 太原科技大学应用科学学院山西太原030024

对单质炸药受低速撞击的力学和化学响应研究,是进行炸药敏感性评价的基础。利用配备了光学观测的落锤撞击装置,实现了频率为1.5×105 s-1的实时观测,不但可以区分样品的"爆"或"不爆",而且可以获取RDX和HMX颗粒炸药受落锤低速撞击变形、... 详细信息

对单质炸药受低速撞击的力学和化学响应研究,是进行炸药敏感性评价的基础。利用配备了光学观测的落锤撞击装置,实现了频率为1.5×105 s-1的实时观测,不但可以区分样品的"爆"或"不爆",而且可以获取RDX和HMX颗粒炸药受落锤低速撞击变形、破碎、溅射、点火和燃烧随时间演化的特征。结果表明:RDX颗粒是在液相中点火,而HMX颗粒在固相中点火;燃烧反应前常常发生剧烈的溅射现象,溅射是由气相反应产物释放能量推动破碎的颗粒所致。对比了单个和单层颗粒炸药响应的特点,多个颗粒由于热点密集和破碎后相互作用,其燃烧反应比单个颗粒燃烧反应更剧烈。根据图像处理估算燃烧波传播速度,很好地表征了样品宏观燃烧反应的剧烈程度。

关键词：燃烧落锤撞击 RDX/HMX 颗粒炸药点火高速摄影

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颗粒炸药撞击力学试验和数值模拟

颗粒炸药撞击力学试验和数值模拟

作者：赵莹北京理工大学

学位级别：硕士

本文通过对颗粒含能材料和惰性颗粒进行低落高下的落锤试验，利用高速摄影仪捕获含能材料及惰性颗粒的力学响应过程，光学显微镜对回收样品进行观测，并在试验研究的基础上进行了单颗粒和多颗粒撞击加载的数值模拟研究。研究内容和主要... 详细信息

本文通过对颗粒含能材料和惰性颗粒进行低落高下的落锤试验，利用高速摄影仪捕获含能材料及惰性颗粒的力学响应过程，光学显微镜对回收样品进行观测，并在试验研究的基础上进行了单颗粒和多颗粒撞击加载的数值模拟研究。研究内容和主要结果如下： 1）低落高撞击的颗粒炸药主要经历颗粒的变形、破碎、逐步粉碎、压实、部分熔化透光、冷却透光性消失等现象。局部熔化范围大小与材料种类、颗粒尺寸形貌相关，相同尺寸的RDX比HMX和惰性食盐颗粒更容易熔化。 2)高速摄影动态图像分析指出，裂纹萌生速度与颗粒形貌和颗粒尺寸相关，颗粒尺寸越大裂纹产生及扩展速率越慢，破碎过程持续时间随颗粒直径的增加而增大。中心部位更易于细碎化且被压实，边缘破碎成小块颗粒。 3）高速摄影和回收样品的光学显微观测，获得了HMX颗粒炸药大量断裂面相互作用和强烈破碎化现象。从而启发我们，大范围的破碎将为后续燃烧提供自由表面积，理论模型要准确描述这类炸药的力化学耦合响应，仅仅考虑不相互作用的裂纹行为是不够的。 4）运用ABAQUS有限元分析软件，分别采用脆性裂纹模型和弹塑性损伤本构，对单颗粒和多颗粒炸药的低速撞击过程进行了数值模拟。脆性裂纹模型模拟的加载时间与试验中的加载时间吻合较好。 5）多颗粒撞击模拟考虑了颗粒间、颗粒与击柱间的摩擦生热与热传导，温升主要来源为塑性功和摩擦功生热，分析了撞击过程中颗粒的变形、应力和温度的分布及演化过程，对局部温升较高的危险点位置进行分析预测。

关键词：颗粒炸药落锤试验光学显微镜破碎化热力耦合数值模拟

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HMX颗粒炸药低速撞击点火实验研究

爆炸与冲击 2011年第6期31卷 592-599页

作者：吴艳青黄风雷艾德友北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

改造落锤撞击仪器,在落锤与撞击底座中增加光学系统和压力测试部件,利用高速摄像仪,拍摄了HMX颗粒炸药受撞击加载过程中微秒量级时间的变形-熔化-点火-燃烧过程图像。研究了下落高度、颗粒松散程度对变形和点火时间长短及燃烧剧烈程度... 详细信息

改造落锤撞击仪器,在落锤与撞击底座中增加光学系统和压力测试部件,利用高速摄像仪,拍摄了HMX颗粒炸药受撞击加载过程中微秒量级时间的变形-熔化-点火-燃烧过程图像。研究了下落高度、颗粒松散程度对变形和点火时间长短及燃烧剧烈程度的影响。结果表明,落锤下落高度越高,塑性扩展持续时间越短,易发生点火而不易发生喷射现象;较低的落锤下落高度易导致剧烈的喷射,而不易发生点火。颗粒排列越松散的样品,塑性扩展时间越短,更容易形成多个点火位置,从而使热点聚合导致燃烧的机会越大。

关键词：爆炸力学点火落锤撞击颗粒炸药高速摄影

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颗粒炸药热点生成-冲击起爆的多尺度模拟

颗粒炸药热点生成-冲击起爆的多尺度模拟

中国力学学会学术大会'2009

作者：吴艳青黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

考虑了不同尺度的两类典型热点机制:晶格内位错机制与界面细观接触损伤机制,推导了位错塞积、界面接触力学及摩擦生热两类不同尺度热能局部化耗散机制,考虑其各自演化的时间和空间尺度及其耦合关系,建立了多尺度的热点生成与冲击起爆耦... 详细信息

考虑了不同尺度的两类典型热点机制:晶格内位错机制与界面细观接触损伤机制,推导了位错塞积、界面接触力学及摩擦生热两类不同尺度热能局部化耗散机制,考虑其各自演化的时间和空间尺度及其耦合关系,建立了多尺度的热点生成与冲击起爆耦合的数学模型,实现了晶格尺度的力-化学耦合。利用有限差分的数值方法,模

关键词：颗粒炸药多尺度热点尺寸效应冲击起爆

来源： cnki会议评论

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低速撞击下HMX颗粒炸药点火燃烧实验研究

现代应用物理 2017年第2期8卷 67-71,82页

作者：尚海林杨洁赵锋李克武黄学义中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室绵阳621999

为了研究低速撞击下颗粒炸药的点火燃烧特性,对落锤实验装置进行改进,由落锤直接撞击炸药样品改为由落锤先撞击上击柱,再由上击柱对颗粒炸药样品进行加载,结合数字高速相机,全程记录了环四亚甲基四硝胺(cyclotetramethylenete-tranitram... 详细信息

为了研究低速撞击下颗粒炸药的点火燃烧特性,对落锤实验装置进行改进,由落锤直接撞击炸药样品改为由落锤先撞击上击柱,再由上击柱对颗粒炸药样品进行加载,结合数字高速相机,全程记录了环四亚甲基四硝胺(cyclotetramethylenete-tranitramine,HMX)颗粒炸药在低速撞击条件下的响应过程。通过改变落锤下落高度,研究了撞击速度对HMX颗粒炸药低速撞击响应过程的影响。结果表明:撞击速度越高,颗粒炸药更容易发生点火燃烧;撞击速度越低,颗粒炸药更容易发生喷射。

关键词：爆炸力学点火燃烧落锤撞击颗粒炸药