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固体炸药冲击起爆化学反应动力学研究

田占东  
【摘要】:在本文中,为了研究非均质炸药的起爆性能,对几种热点形成机制以及目前常用的宏观反应速率模型进行分析、对比。选择以微孔洞弹粘塑性塌缩形成的热点为主的热点形成机制,对Kim提出的反应模型进行改进,建立了非均质炸药在冲击波作用下的细观化学反应动力学模型:由于空穴塌缩而发生点火,增长阶段是从内向外的表层燃烧和从外向内的颗粒燃烧。 根据实测压力历史曲线建立非线性优化模型,将借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的全局优化性能良好的遗传算法应用于优化过程。针对一维平面冲击起爆实验记录,获得了PBX9404的反应速率方程中的经验常数。 将得到的反应速率模型加入到一维流体动力学程序中,同时利用拟合出来的参数来模拟一维情况下PBX9404的冲击起爆行为。从中可以看出,利用改进的模型,再加上少量的经验常数,就可以预测“相似”炸药的SDT现象,可以反映炸药材料属性、初始颗粒粗细、初始孔隙度、初始温度以及加载压力对起爆性能的影响。


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