用粘弹性统计裂纹模型模拟高能炸药的力学响应和非冲击点火

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本文以广义粘弹性统计裂纹本构模型为基础,把微裂纹面上的摩擦热作为激发含能材料发生点火主要的因素,建立了微裂纹面上的摩擦点火模型。并以PBX-9501炸药为试样,模拟了在26m/s的速度撞击下发生剪切变形,给出了试样温度、压力等参数的等值线。在宏观本构模型基础上求解出压力和应变率,用微裂纹面上的摩擦点火模型进行了评估,进一步讨论了裂纹面上正应力、热点区域宽度和应变率等因素对点火时间的影响,最后模拟了装药导弹在侵彻钢靶过程中炸药的温度等参量的变化历史,对内装药的安全性进行了评估。本文的创新点主要有以下几个:1、对含能材料摩擦热点模型和粘弹性统计裂纹本构模型的研究进展进行了充分的调研,建立了粘弹性统计裂纹热点模型和微裂纹面上摩擦点火模型。2、编写了摩擦点火的子程序,研究了裂纹面上正应力、热点区域宽度和应变率等因素对含能材料点火时间的影响。3、利用编译生成的LS-DYNA求解器,对约束PBX-9501炸药的动态剪切实验进行了数值模拟,求解了温度、压力等参量的历史变化,并在此条件下用微裂纹面上的摩擦点火模型进行了评估。4、对内装药导弹侵彻钢靶进行了数值模拟,给出了炸药在侵彻过程中温度变化过程,求解了炸药的温升大小。得出了温度的升高主要是由于压缩导致的。
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