DNAN/HMX含铝熔注炸药烤燃和冲击起爆特性研究

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2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)是一种钝感熔注炸药载体,与传统的载体炸药TNT相比具有感度低、与AP相容、无渗油、粘度小、收缩性低等优点,具有广阔的应用前景。本文针对DNAN/HMX/Al(30/40/30)熔注炸药,采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法,开展了炸药烤燃特性研究和冲击起爆特性研究,为DNAN/HMX含铝熔注炸药在热和冲击波作用下的安全性评价提供了技术支撑。主要研究内容和结论如下:(1)烤燃试验的数值模拟及试验验证:通过热分析试验和理论计算得到炸药热动力学参数;建立了一维非稳态导热微分方程,并对其进行离散化处理;利用MATLAB软件编写了一维非稳态烤燃数值计算模型,通过与文献中在相同工况下的计算结果对比及1.0K·min-1加热速率下的模拟烤燃弹试验检验了模型的正确性。数值模拟研究获得了装药壳体及环境温度对DNAN/HMX含铝熔注炸药点火时间和点火位置的影响规律,研究表明,(a)当加热速率为1.0K·min-1时,壳体厚度分别为0mm和3mm的装药烤燃结果差别很小;(b)加热速率增大时,点火时间迅速减小,点火位置开始保持在装药径向中心,随后逐渐向装药表面移动;(c)在恒定环境温度下烤燃时,(本文模型条件下)装药发生热点火的临界环境温度约为246℃,且当恒定环境温度从该临界值继续增大时,点火时间和点火位置的变化规律与(b)中相似。(2)隔板试验的数值模拟及试验验证:采用BKW程序计算得到了DNAN/HMX含铝熔注炸药爆轰产物JWL状态方程参数;通过拉格朗日分析试验测得炸药冲击起爆过程中的压力曲线;以拉格朗日分析试验测得的压力曲线为基础,采用AUTODYN手动标定未反应炸药Shock状态方程参数和点火-增长反应速率方程参数;利用AUTODYN建立大隔板试验的二维数值模型,计算得到了本文模型中DNAN/HMX含铝熔注炸药的临界隔板厚度约为34.5mm;通过大隔板试验测得与数值模型工况一致的DNAN/HMX含铝熔注炸药的临界隔板厚度为31.2mm。计算结果与试验结果较为吻合,验证了该DNAN/HMX含铝熔注炸药点火-增长模型参数标定的正确性。
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