热刺激强度对DNAN基炸药烤燃响应特性影响的研究

发布时间：2020-11-14 18:22

　　 由于弹药对热刺激具有一定的感度,在贮存或战场环境下容易受意外热刺激而发生燃烧或者爆炸事故。因此,弹药的热安全性评价一直是各国重要的研究内容。而烤燃实验是评估弹药和含能材料热安全性的重要方法。DNAN炸药是一种新型的熔铸载体炸药,本文通过烤燃实验与数值模拟相结合的方法,研究了DNAN基熔铸混合炸药在不同热刺激强度下的响应特性及其影响规律,以期为新型熔铸炸药的热安全性提供技术参考。首先,以DNAN基熔铸混合炸药为研究对象,利用自行设计的烤燃实验装置,对尺寸为Φ19mm×38mm和Φ30mm×60mm的两种烤燃弹,进行了热刺激强度分别为0.055℃/min(3.3℃/h)、2℃/min、3℃/min的多点测温烤燃实验。实验结果表明,不同热刺激强度下,该炸药发生相变时的温度不同。对于上述两种尺寸的烤燃弹,热刺激强度对其烤燃响应特性均有影响,即随热刺激强度的增大,炸药发生响应时的温度均呈升高趋势,且药柱内部温度梯度增大。但相同升温速率下,药柱内部温度梯度变化规律与烤燃弹尺寸有关,尺寸较大时,温度梯度也较大。其次,建立了烤燃弹三维模型,利用FLUENT软件,对尺寸分别为Φ10mm×20mm、Φ19mm×38mm、Φ30mm×60mm、Φ40mm×80mm的烤燃弹在不同升温速率下进行了模拟计算。结果表明,随着热刺激强度的增大,炸药相变时的温度呈升高趋势,但增加幅度逐渐减小,最后相变温度趋于定值。而这和炸药的装药尺寸无关。随热刺激强度的增强,炸药发生响应时的温度呈升高趋势,药柱内部温差逐渐增加,从而使炸药响应时的剧烈程度逐渐减弱。装药尺寸不同时,热刺激强度对弹体外壁与药柱中心温度影响的规律相同,且随升温速率的增大,炸药的点火位置会从药柱中心向外移动;但是热刺激强度相同时,不同装药尺寸,炸药响应时弹体外壁及药柱中心温度不同。
【学位单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：

[14]设计了一种小型烤燃弹实验（SCB实验），该实验所用药量为700g。采用该实验装置研究了不同升温速率下PBX炸药的烤燃响应特性。图1.1为该小型烤燃弹的示意图。图1.1 小型烤燃弹烤燃结构简图3

中北大学学位论文图3.1 烤燃实验装置示意图实验所用K型热电偶包括两种：WRN热电偶（镍铬/镍硅热电偶）以及直径1MM的铠装微型热电偶。前者主要测量弹体外壁的温度，后者则测量试样内部测点的温度，两者精度均为1级。图3.2为热电偶实物图。图3.2 烤燃热电偶实物图3.1.2 试样状态及材料实验用烤燃弹由壳体、药柱和上下端盖三部分组成，端盖与壳体之间用螺纹连接，壳体材料为 45＃钢，壁厚 3mm、端盖厚 3mm。烤燃弹药柱为 DNAN 基熔铸炸药，质量配比分别为31.6%DNAN、25%Al、41%RDX和2.4%添加剂。药柱尺寸为Φ19 mm×38mm，药柱密度为 1.80g/cm3，采用铸装工艺。烤燃弹实物如图 3.3 所示。14

实验所用K型热电偶包括两种：WRN热电偶（镍铬/镍硅热电偶）以及直径1MM的铠装微型热电偶。前者主要测量弹体外壁的温度，后者则测量试样内部测点的温度，两者精度均为1级。图3.2为热电偶实物图。图3.2 烤燃热电偶实物图3.1.2 试样状态及材料实验用烤燃弹由壳体、药柱和上下端盖三部分组成，端盖与壳体之间用螺纹连接，壳体材料为 45＃钢，壁厚 3mm、端盖厚 3mm。烤燃弹药柱为 DNAN 基熔铸炸药，质量配比分别为31.6%DNAN、25%Al、41%RDX和2.4%添加剂。药柱尺寸为Φ19 mm×38mm，药柱密度为 1.80g/cm3，采用铸装工艺。烤燃弹实物如图 3.3 所示。14
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本文编号：2883809