DNAN基熔铸炸药装药发射安全性研究

发布时间：2020-10-17 11:17

　　 装药质量是影响发射安全性的关键因素,是提高发射安全性的最根本途径。DNAN基熔铸炸药由于其高能钝感特性国内外正开启取代现役TNT基熔铸炸药进程。因此,开展DNAN基熔铸炸药装药的发射安全性研究对新一代压制兵器不敏感弹药装备的发展具有重要的意义。针对装药底隙这一装药缺陷,本文通过数值模拟的方法,研究了DNAN基熔铸炸药装药在三种典型配方条件下的发射安全性,主要内容包括:(1)测量了DNAN基熔铸炸药的热动力学参数,为数值模拟DNAN基熔铸炸药的发射安全性提供必要的材料参数;(2) 研究了底隙温度模型及炸药热分解反应机理函数对发射安全性数值模拟结果的影响;(3)数值模拟了底隙厚度及膛压条件对DNAN基熔铸炸药装药发射安全性的影响规律。所得结果及主要结论包括:(1)不同的底隙温度模型对炸药装药发射安全性的数值模拟结果影响巨大。本文对比了两种底隙温度模型,一种模型将底隙压缩过程用理想气体状态方程来描述,另一种模型则用BKW状态方程来描述。与BKW状态方程模型相比,理想气体状态方程模型忽略了分子体积及分子间作用力,使得理想气体状态方程模型计算的底隙温度高得多。(2)不同的炸药热分解反应机理函数形式对数值模拟炸药装药发射安全性的影响不大。在实际数值模拟炸药装药的发射安全性时,可以假定机理函数()=1,即按零阶反应处理。(3)底隙厚度越大,装药发射安全性越低。以配方一为例,在典型膛压(=720 MPa,=10 ms)条件下,当底隙厚度分别为1 mm、1.5 mm和2 mm时,底隙的最高温度分别为485 K、515 K和540 K。(4)DNAN基熔铸炸药固含量越高,其发射安全性越低。在典型膛压(=720 MPa,=10 ms)条件下,DNAN基熔铸炸药装药在三种典型配方条件下的临界底隙厚度分别为2.526 mm (配方一)、1.641 mm (配方二)和1.575 mm (配方三)。(5)膛压条件对炸药装药的发射安全性有重要影响。在膛压应力率一定条件下,膛压峰值越大,炸药装药的发射安全性越低;在膛压峰值一定条件下,膛压应力率越大,炸药装药的发射安全性也越低。但是与膛压峰值相比,膛压应力率对炸药装药发射安全性的影响较小。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：

图 2.1 无限大平板边界条件处理示意图点 所在的微元的厚度为 ，利用热平衡法计算第 + 1时刻边描述。 + exp ( ) = 边第一项是相邻炸药层通过热传导流入该微元的热量，左边第境流入该微元的热量，左边第三项是该微元体内部热分解反应表示微元体内能的增加。无限大一维平板边界处的温度最终可表示为： + + 无限长圆柱，其边界条件处理的情况如图2.2所示。

无限大一维平板边界处的温度最终可表示为：= + + + （2.17）对于无限长圆柱，其边界条件处理的情况如图2.2所示。图 2.2 无限长圆柱边界条件处理示意图

= + ( ) + ( ) + （2.21）同样，对于球形炸药，其边界条件处理的情况如图2.3所示。图 2.3 球形炸药边界条件处理示意图图中O为球心， 为球半径，虚线表示边界 点所在微元的中轴线，从环境流入微元体的热量为：
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本文编号：2844705