含缺口PBX 藥柱熱沖擊響應的數值模擬及試驗

唐明峰，甘海嘯，溫茂萍，王勝男

（1. 中國工程物理研究院研究生院，北京 100081；2. 中國工程物理研究院化工材料研究所，四川 綿陽 621999）

1 引言

高聚物黏結炸藥（polymer bonded explosive，PBX）是由單質炸藥及高聚物黏結劑等組成的混合炸藥。在貯存、運輸、裝配及使用過程中，PBX 可能受到溫度循環、溫度梯度、溫度沖擊等多種類型的溫度載荷作用，其中溫度劇烈變化形成的熱沖擊最容易使PBX結構產生損傷及破壞［1-3］。近年來，隨著實戰化要求的提高，優化抗熱沖擊性能已逐漸成為PBX 配方研究的重要發展方向。

在無機非金屬材料中，通常將材料承受溫度急劇變化而不致破壞的能力稱為抗熱沖擊性，也稱熱穩定性或抗熱震性［4］，它與材料力學性能和熱物理性能密切相關，并受到邊界約束、幾何尺寸和溫度條件的影響。作為一種低強度脆性材料，PBX（特別是壓裝PBX）對外界熱沖擊尤其敏感，很容易在熱應力作用下出現損傷、斷裂等影響炸藥結構完整性的現象，提升環境適應性是新型PBX 研制的重要方向。如何在實驗室條件下快速評價PBX 的抗熱沖擊性能，則是影響配方研制進度的關鍵因素［5］。一種方法是參照陶瓷等脆性材料［6-7］，利用材料基本物性開展熱沖擊阻力（thermal shock resisitance，TSR）的初步估算。這在PBX 配方研制初期是有用且必要的，可以較快的對不同配方PBX 的抗熱沖擊能力進行對比，王鵬飛［8］、林聰妹［9］及He［10-12］等 均 采 用 了 類 似 方 法。然 而TSR 方 法不能很好地處理PBX 力熱性能的溫度相關性，且真實PBX 成型件的形狀因子難以確定，因此估算得到的臨界斷裂溫度等數值存在較大偏差。……