热刺激强度对DNAN基炸药烤燃响应特性影响的研究

摘要

由于弹药对热刺激具有一定的感度，在贮存或战场环境下容易受意外热刺激而发生燃烧或者爆炸事故。因此，弹药的热安全性评价一直是各国重要的研究内容。而烤燃实验是评估弹药和含能材料热安全性的重要方法。 DNAN炸药是一种新型的熔铸载体炸药，本文通过烤燃实验与数值模拟相结合的方法，研究了 DNAN基熔铸混合炸药在不同热刺激强度下的响应特性及其影响规律，以期为新型熔铸炸药的热安全性提供技术参考。 首先，以DNAN基熔铸混合炸药为研究对象，利用自行设计的烤燃实验装置，对尺寸为Φ19mm×38mm和Φ30mm×60mm的两种烤燃弹，进行了热刺激强度分别为0.055℃/min（3.3℃/h）、2℃/min、3℃/min的多点测温烤燃实验。实验结果表明，不同热刺激强度下，该炸药发生相变时的温度不同。对于上述两种尺寸的烤燃弹，热刺激强度对其烤燃响应特性均有影响，即随热刺激强度的增大，炸药发生响应时的温度均呈升高趋势，且药柱内部温度梯度增大。但相同升温速率下，药柱内部温度梯度变化规律与烤燃弹尺寸有关，尺寸较大时，温度梯度也较大。 其次，建立了烤燃弹三维模型，利用FLUENT软件，对尺寸分别为Φ10mm×20mm、Φ19mm×38mm、Φ30mm×60mm、Φ40mm×80mm的烤燃弹在不同升温速率下进行了模拟计算。结果表明，随着热刺激强度的增大，炸药相变时的温度呈升高趋势，但增加幅度逐渐减小，最后相变温度趋于定值。而这和炸药的装药尺寸无关。随热刺激强度的增强，炸药发生响应时的温度呈升高趋势，药柱内部温差逐渐增加，从而使炸药响应时的剧烈程度逐渐减弱。 装药尺寸不同时，热刺激强度对弹体外壁与药柱中心温度影响的规律相同，且随升温速率的增大，炸药的点火位置会从药柱中心向外移动；但是热刺激强度相同时，不同装药尺寸，炸药响应时弹体外壁及药柱中心温度不同。

目录

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外烤燃的研究概况

2 炸药烤燃的相关理论

2.1 热爆炸理论

2.2 烤燃理论模型

3 热刺激强度对DNAN基炸药烤燃弹的实验研究

3.1 热刺激强度对Ⅰ型烤燃弹热响应特性的实验研究

3.2 热刺激强度对Ⅱ型烤燃弹热响应特性的实验研究

3.3 小结

4 热刺激强度对炸药烤燃响应特性的数值模拟研究

4.1 FLUENT软件

4.2 建立仿真模型

4.3 热刺激强度影响炸药烤燃响应特性的数值模拟研究

4.4 热刺激强度对不同结构热响应特性的数值模拟研究

5 总结与展望

5.1 主要工作及结论

5.2 主要创新点

5.3 存在的问题及展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢