热循环载荷下TABA基PBX不可逆变形机理研究

发布时间：2023-04-02 02:48

　　聚合物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,简称PBX)是由颗粒性主体炸药(如TATB)和高聚物粘结剂、增塑剂、钝感剂等经一定工艺压制而成的多相非均质材料,属高填充复合材料(highly-filled polymer composites)。PBX具有较高的能量密度,机械加工性能好,感度低,安全性能较好,被广泛的应用于军事和工程领域。在实际使用过程中,由于外界环境的变化,PBX材料会经受一系列的热循环加载,导致PBX产生不可逆变形。国内外学者对PBX材料的不可逆变形现象开展了相关研究,发现经过循环温度加载后,PBX炸药结构上总是表现为宏观上的变形和细观上孔隙体积分数的增加。宏观变形使得PBX与壳体间产生间隙,导致PBX与壳体发生摩擦、碰撞:细观结构的变化也会影响PBX的点火性能和爆轰性能,这些现象都会对PBX炸药的实际使用造成影响。然而,尽管国内外许多科研人员对PBX材料的不可逆变形现象进行了相关研究,积累了一定的理论基础,但是,由于PBX炸药细观结构较为复杂,制作过程多种多样、使用环境恶劣,学术界对PBX炸药在热循环载荷下不可逆变形现象的认识仍显薄弱,没有将细观...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外对TATB基PBX的热棘轮增长试验研究
        1.2.1 国外对热棘轮增长试验的研究
        1.2.2 国内对热棘轮增长试验的研究
    1.3 机理认识
        1.3.1 棘轮增长试件的孔隙观测
        1.3.2 TATB各向异性对棘轮增长的影响
        1.3.3 棘轮增长机理的猜想
        1.3.4 棘轮增长的数值模拟
    1.4 本构模型
    1.5 本论文主要完成的工作
第二章 PBX材料的细观建模
    2.1 引言
    2.2 PBX的特点及建模方法
    2.3 PBX细观建模
    2.4 本章小结
第三章 TATB基PBX的细观损伤
    3.1 TATB基PBX的主要的损伤形式
    3.2 TATB的各向异性
        3.2.1 TATB材料的热膨胀系数
        3.2.2 TATB材料的弹性模量
    3.3 PBX材料的界面力学性能
        3.3.1 颗粒/粘结剂的界面力学试验
        3.3.2 线弹性应力分离模型-双线性本构模型
    3.4 粘结剂的力学性能
    3.5 扩展有限元法(XFEM)
    3.6 数值算例
        3.6.1 粘结剂开裂分析
        3.6.2 界面脱粘数值模拟
        3.6.3 含2个圆颗粒的矩形结构
        3.6.4 Ⅰ型裂纹的扩展有限元分析
    3.7 本章小结
第四章 循环温度加载下TATB基PBX的不可逆变形
    4.1 引言
    4.2 循环热加载下TATB基PBX材料的损伤
    4.3 玻璃化温度对实验的影响
    4.4 循环热加载下TATB基PBX材料的残余应变
        4.4.1 弹性粘结剂和弹塑性粘结剂
        4.4.2 不同的温度加载对不可逆变形的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    附录A 攻读学位期间论文发表情况
    附录B 攻读学位期间参加的工作



本文编号：3778378