高聚物粘结炸药(PBX)作为武器系统的重要组成部分,广泛应用于各类武器战斗部中。其作为一种亚稳态物质,随着外界刺激会产生不同程度的反应,伴随着高温高压,产生巨大的破坏效应。在储存、运输、使用等全寿命周期中,由于可能遭遇火灾、异常跌落、撞击、气候突变热循环作用、战场作战等各种环境,使得炸药同时受到高温和机械作用,将严重影响武器弹药的安全性和使用可靠性,不但对作战效能的正常发挥构成了极大的威胁,同时还可能引发意外爆炸事故,带来严重的危险和极大的生命财产安全隐患。因此,研究热力耦合作用下PBX炸药的安全性有重要的理论意义和应用价值。本文对高温下HMX基PBX炸药撞击响应变化规律及其影响机制进行了试验、数值模拟和理论研究。通过设计高温下PBX炸药撞击试验装置、弹丸发射装置,结合实时控制加热系统,建立了一种原位实时的高温PBX炸药撞击安全性试验方法,对四种HMX基PBX炸药开展了高温撞击安全性试验研究。试验结果表明,高温下PBX炸药撞击响应变化规律复杂;在120℃范围内,PBX-1炸药和PBX-2炸药相比于常温条件,加热后的炸药撞击点火反应速度阈值显著提升,反应烈度明显下降。为了研究PBX炸药在加热前后的燃烧转爆轰特性变化,进一步获取温度对PBX炸药撞击点火反应烈度的影响规律,设计了加热条件下燃烧转爆轰试验加载系统,对受热PBX-2炸药进行了燃烧转爆轰试验。结果表明,粘结剂软化效应导致加热炸药细观结构孔隙率降低,使得加热至85℃时PBX-2炸药相比未加热时更难以发生燃烧转爆轰现象,与高温PBX炸药撞击时的反应烈度结果一致。对于加热至200℃附近的HMX基PBX炸药,不同HMX含量PBX炸药的撞击反应烈度明显不同;对于HMX含量约87%的PBX-2炸药,由于高温相变导致反应烈度明显高于其它温度点状态,而对于HMX含量小于50%的PBX-3和PBX-4炸药,尽管高温下发生HMXβ相→δ相的晶相转变,但是200℃时在500m/s左右速度撞击条件下反应烈度与未加热炸药基本一致,因此约200℃高温下HMX含量对PBX炸药弹丸撞击的反应烈度具有显著的影响。采用Johnson-Cook模型和GRUNEISEN状态方程,模拟了高温下弹丸撞击试验,分析了温度影响炸药敏感性的原因。采用原位XRD测试,量化分析了几种不同HMX含量PBX炸药配方中HMX的相变过程。发现在HMX+TATB+石蜡的PBX体系中,随着HMX组分含量的减少、TATB组分含量的增加,使得HMX相变温度逐渐提高。同时,从影响HMX相变成核、增长过程出发,通过分析组分的热物理性能变化规律,基于炸药颗粒受热膨胀过程等受力分析,获得了膨胀内应力和材料热膨胀特性的关系。建立了考虑相变的晶体细观本构模型,数值模拟分析了不同HMX含量的PBX在高温条件下的热力学响应以及相变过程。从热膨胀、表面形貌、内部微结构、高温力学性能以及高温相变等不同角度出发,揭示了影响受热炸药撞击安全性变化的主导因素和机制。非冲击点火条件下,对于PBX-2炸药,不同温度点对PBX-2炸药撞击安全性的影响机制不同,它主要体现为力学性能变化、温度敏化、β→δ相变等多因素的耦合机制。