低易损性弹药的出现,对引信爆炸序列中的传爆药柱提出了更为严苛的要求,即传爆药柱必须要有与主装药相匹配的抵御意外能量刺激的能力。针对这一问题,本文采用试验分析、数值模拟、量子化学计算相结合,对实际应用中影响传爆药冲击易损性的各物理因素、化学因素与其之间的响应规律进行了研究,提出了降低传爆药冲击易损性的技术方向。该研究可为传爆药的安全、可靠应用提供技术基础,增强我军武器系统在冲击波意外刺激下的生存能力和作用可靠度。(1)设计了适用于评估传爆药冲击波易损性的试验装置和方法,并利用该装置对传爆药柱壳体材料、装药密度、壳体与药柱配合间隙等因素对传爆药的冲击响应规律进行了试验研究。同时,对6种典型传爆药的冲击易损性进行了评估,得到了冲击波响应剧烈程度的排序。试验研究结果表明:随着约束材料冲击阻抗的减小,传爆药装药对冲击波响应剧烈程度减弱;当材料相同,随着构件径向壁厚的减小,传爆药装药对冲击波响应剧烈程度有所减弱;装药密度范围在82%TMD~92%TMD时,随着装药密度的降低,有利于降低传爆药冲击响应的剧烈程度;传爆药与壳体之间存在间隙会减弱冲击波响应的剧烈程度;6种典型传爆药对冲击波响应的剧烈程度排序:聚奥9C>聚黑17>聚黑14>聚黑6>钝化RDX>钝化泰安。(2)利用ANSYS/AUTODYN有限元分析软件对传爆药柱的冲击易损性进行了数值模拟,得到起爆过程及轴向传播的细致过程图像;模拟结果显示壳体材料冲击阻抗减小、装药密度减小、传爆药与壳体之间存在间隙,都会使传爆药的冲击波响应剧烈程度减弱。数值模拟与试验结果一致。(3)借助分子动力学方法对不同百分含量的几种传爆药添加剂(氟化橡胶、硬脂酸钙和硬脂酸)在主炸药RDX不同晶体表面成键能和力学性质进行了研究。采用B3LYP和MP2(full)方法在6-311G(d,p)和6-311G(2df,2p)基组水平上,计算了RDX???二氟乙烷、RDX???乙酸钙、RDX???乙酸复合物中RDX的分子间相互作用能及其N–NO2键离解能。根据协同效应和原子-分子、约化密度矩阵理论以及过渡态理论,阐述了炸药感度的本质,揭示了其易损性的根源。利用表面静电势理论,预测了钝化RDX、聚黑14、聚黑6和聚奥9C的撞击感度h50。分析结果表明:主炸药与添加剂在低摩尔比例1:1时形成的传爆药具有最高的吸附能、力学延展性较好。聚黑14(3%氟化橡胶)、聚黑6(1.5%硬脂酸钙)和钝化RDX(2%硬脂酸)吸附能从小到大的顺序为:聚黑14<聚黑6<钝化RDX,这表明传爆药的稳定性遵循:聚黑14<聚黑6<钝化RDX,感度的大小遵循聚黑14>聚黑6>钝化RDX。添加剂的存在使得分子间氢键相互作用力增强,RDX引发键N–NO2增强,N–NO2离解能的增大,故而传爆药感度降低,易损性降低。添加剂参与了RDX起爆反应动力学过程,钝化RDX中的添加剂对RDX起爆反应活化能的影响远大于其它两种传爆药中添加剂的影响,钝化RDX比聚黑14和聚黑6的活化能高,感度低,易损性低。利用静电势与撞击感度关系式,预测聚奥9C、聚黑14、聚黑6、钝化RDX撞击感度值分别为28.15、29.23、29.75和32.03cm。(4)在试验研究、数值模拟和理论分析的基础上分别从物理和化学的角度提出了降低传爆药冲击波易损性的技术措施:采用冲击阻抗小的材料制作壳体、减小壳体径向壁厚、减小传爆药装药密度、壳体与药柱间存在间隙、采用异形装药结构以减少装药量均可从物理途径降低传爆药的冲击波响应剧烈程度;加入能与主炸药形成强晶面成键能或分子间相互作用的添加剂能有效降低传爆药感度,特别是将共晶炸药用于传爆药有望极大降低传爆药的冲击易损性。