【摘 要】
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高聚物粘结炸药（Polymer Bonded Explosives,PBX）是由含能颗粒与粘结剂组成的多相非均质高能炸药,具有极高的能量与较好的安全性能,被广泛应用于航空航天、军事等领域。在其使役的过程中,会面临各种复杂的外界环境,导致含能颗粒与粘结剂之间的界面产生损伤,进而影响PBX炸药的力学性能、安全性能与爆轰性能。为了解细观结构差异和热力作用对PBX炸药损伤的影响,本文采用Voronoi方法
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高聚物粘结炸药（Polymer Bonded Explosives,PBX）是由含能颗粒与粘结剂组成的多相非均质高能炸药,具有极高的能量与较好的安全性能,被广泛应用于航空航天、军事等领域。在其使役的过程中,会面临各种复杂的外界环境,导致含能颗粒与粘结剂之间的界面产生损伤,进而影响PBX炸药的力学性能、安全性能与爆轰性能。为了解细观结构差异和热力作用对PBX炸药损伤的影响,本文采用Voronoi方法建立了多种细观结构不同的PBX炸药三维模型。根据颗粒与粘结剂的力学特性,选择合适的本构模型对其进行描述,并引入双线性内聚力模型对颗粒-粘结剂界面进行描述。通过对PBX炸药模型进行升温、降温、热循环、低压加载等处理,探究其在受温度、压力等外载时的力学响应。结果表明升温不易造成界面的损伤,降温时收缩率较小的粘结剂对颗粒的收缩有阻碍,导致界面间法向拉应力增大,易造成界面损伤。热循环加载时,界面损伤不断增大,但速率不断减缓。且较单纯降温,损伤程度更小,降温后再升温对界面的损伤有一定阻碍的作用。同时界面的损伤程度也与热循环的温度范围有关,低温循环界面损伤程度更低,高温热循环不会造成界面损伤。细观结构一致时,提高粘结剂含量,有利于减小降温时界面的损伤程度。当粘结剂含量相近时,颗粒粒径越趋于一致,界面损伤程度越小。在低压作用下,损伤由法向应力导致转为由切向应力导致,损伤程度减小,但当压力过大时界面产生新的损伤。
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