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谭玉瑛:敏感性

谭玉瑛:敏感性

  在炸药的存储、运输和装配过程中,常常出现炸药暴露或曾经暴露在高温条件下的部分被约束在容器中时受到低速撞击的复合场景,可能导致炸药被意外被点燃,进而转化成为更剧烈的爆燃或爆轰,引发多种事故。长久以来,炸药的撞击安全性和热安全性一般是分开研究。Steven撞击实验广泛被用于研究炸药的撞击敏感性,确定带金属壳约束的炸药受钢制子弹低速撞击点火的临界速度。Idar等人对不同厚度的高能炸药进行改良的Steven实验,并提出力学因素导致的反应可能存在通用的机理。Vandersall等人研究了不同形状的子弹撞击炸药装药导致装药压碎,穿刺和贯穿情况,并提出了对应上述情况的几种点火机制,其中包括摩擦,剪切和应变。在炸药的热安全性方面,前人设计了多种烤燃试验用以观察炸药装药的响应并预测炸药在高温下的行为,为炸药热点火的研究提供有用信息。Steven实验和烤燃实验都可为建立数值模拟的初始数据库提供便利。这两方面的研究已经阐明,炸药的内部结构可能在撞击或高温作用下发生变化,热损伤和力学损伤在微观和宏观尺度下同时存在,因此在实际情景即热力复合的条件下,需要考虑热力耦合效应。PBX高能炸药在军事方面的应用使得其特性广受关注,它的主要成分为炸药晶体和粘合剂。炸药晶体的相变,吸热或放热粘结剂的影响以及这两种成分之间的巨大差异使得PBX炸药的损伤机制非常复杂,而实验研究中也体现出了热损伤与撞击敏感性之间关系的复杂性。Dickson等人提出,热点火期间PBX的热学性能与力学性能相互紧密耦合。LLNL实验室的Forbes等人测试了LX-04-01和LX-17的安全性行为,在170℃及250℃的高温下对两种炸药进行撞击试验,结果显示加热处理后的两种炸药的安全性均有下降倾向。Sandusky等人研究了PBX-9502不同温度下的撞击安全性,并与未加热的情景相互对照,结果显示,加热至240℃的炸药的点火阈值速度略微降低。

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