高能不敏感PBX炸药非线性优化设计方法(Ⅱ)
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能量指 标 （ 爆 热 、 如 圆筒 比动 能 、 速 、 压 等 ） 还 要 爆 爆 ，
为炸 药工 作 者 关 注 的热 点 之 一 。本 研 究 在 Ｐ Ｘ炸 药 Ｂ 构效 关 系研究 的基 础上 ， 索 匹配 设计 Ｐ Ｘ炸药 的能 探 Ｂ 量、 度 、 感 力学 等性 能 的优化 设计 方法 。 近年 来 ， 化设 计 方 法 在 工业 混 合 炸 药 配 方 设 计 优 方面 得 到 了 较好 运 用 。 如 ， 健 军 唐 、 明 Ｉ 、 陆 ５ 王 海 芳 等建 立 了铵 油 炸药 、 化 炸 药等 工 业 炸 药 的线 乳 性 约束 优化 设计 数 学模 型 ， 以对 工 业 混 合 炸 药 的爆 可 热、 氧平 衡 和价格 进 行 优 化 匹 配 设计 。这 些模 型 没有
设 计 多 目标 非 线性 优 化 设 计 的一 般 数 学 模 型 。针 对 Ｈ ／ Ａ Ｂ ／２ １ ／２ １ ＭＸ Ｔ Ｔ ／ Ｆ３ ４ Ｆ ３ １体 系 ， 实 验 研 究 获 得 感 度 一 成 函 数 关 系 的 基 础 上 ， 在 组 建 立 了 以圆 筒 比动 能 、 性 落 高 、 特 冲击 波感 度 为 多 目标 函数 ， 能量 水 平 、 度 水 平 以及 组 分 含量 范 围 为 约 束 条 件 的 具体 数学 模 型 ， 以 感 据 此 设 计 了 ８种 能 量水 平 的 １ ０个 Ｐ Ｘ配方 ， 给 出 了相 应 的 能量 和 冲 击 波 感 度 预估 值 。选 择 了 其 中 ４种 配方 进行 实 验 验 证 ， 果 表 Ｂ 并 结 明 ， 计 模 型 给 出 的能 量 和 冲 击 波感 度 预 估 值 与实 测 值 偏 差 分别 在 ５ 和 ６ 以 内 ， 设 ％ ％ 特性 落 高 预 估值 与实 测 结果 则 在 同 一 水平 。 关 键 词 ：应 用 化 学 ； 聚物 粘结 炸 药 （ Ｂ ；配 方 设 计 ； 线 性 优 化 高 Ｐ Ｘ） 非
设计 的 难 点 和 关 键 。从 数 学 角 度 来 看 ， 能 不 敏 感 高 Ｐ Ｘ配方 设计 ， 于 以三大性 能为 目标 ， Ｂ 属 以组 分为 上下
界 、 度 和能量 指标 为 约 束 条件 的多 目标 非线 性 优 化 感 问题 ， 可在 配方 设计 准则 和构效 关 系研究 的基 础上 ， 建
感 度之 间存 在矛盾 ， 制 既高 能 又不 敏 感 的 Ｐ Ｘ炸 药 研 Ｂ
难度 较 大 ， 何对 炸药 的能 量 和感度 进行 匹配 设计 ， 如 成
不尽相 同 ， 如工 业混 合炸 药配 方设计 主要 关注爆 热 、 氧 平 衡 和成本 等 ， 而高 能不 敏感 Ｐ Ｘ配方 设 计不 仅 关 注 Ｂ
中 图分 类 号 ： Ｊ ５ ６ Ｔ５ ；Ｏ ９ 文献标识码 ： Ａ Ｄ ： ． ９ ９ ｉ ｎ １ ０ —９ １ ２ １ ． ２ ０ １ ＯＩ １ ３ ６ ｓ ． ０ ６９ ４ ． ０ ０ ． ０ ０ ｓ ２
１ 引 言
实 现 高效毁 伤 和满 足钝感 弹药 标 准是现 代 兵器发 展 对 弹药 的 要 求 ， 满 足 这 一 要 求 ， 制 高 能 不 敏 感 为 研
（ 国 工 程 物 理研 究 院 化 工 材 料 研 究 所 ，四川 绵 阳 ６ １ ０ ） 中 Ｉ ２ ０ ９ 摘 要 ： 探 索 高 能不 敏 感 高 聚 物粘 结 炸 药 （ Ｂ ） 方设 计 理 论 和 方 法 ， 于 Ｐ Ｘ炸 药 构 效 关 系 研 究 ， 出 了高 能不 敏感 Ｐ Ｘ配 方 为 ＰＸ 配 基 Ｂ 提 Ｂ
Ｐ Ｘ 炸 药 成 为 重 要 的 技 术 途 径 之 一 。 由 于 炸 药 能 量 与 Ｂ
２ 高 能 不 敏 感 Ｐ Ｘ配 方 设 计 的一 般 数 学 模 型 Ｂ
混合 炸药 配方 设计 就是 使设计 的配方在 满足一 定
性能 指标 的前 提下 ， 择 组 分 、 定其 含 量 ， 进 行 合 选 确 并 理 的结构 设计 。不 同用途 的炸药配 方设计 关 注 的性 能
高 能不 敏 感 Ｐ Ｘ炸 药 非 线 性 优 化 设 计 方 法 （１ Ｂ １）
１１ ４
文 章 编 号 ： ０ ６９ ４ （ ０ Ｏ —１ １０ １ ０ ９ １ ２ １ ２０ ４ —５ ２）
高 能不 敏 感 Ｐ Ｘ炸药 非 线 性优 化 设 计 方法 （ Ｂ Ⅱ）
黄亨建， 辉， 黄 聂福德， 刘世俊， 詹春红 能 不敏 感炸 药配 而
关 注安 全性 指标 和 力 学性 能 指 标 。 由于 炸 药 的能 量 、
安 全性 、 学 性 能 之 间存 在 相 互 矛 盾 、 互 制 约 的关 力 相
系， 如何 进行 合理 的 匹配设 计 ， 设计 的配 方既达 到较 使 高 的能 量水平 ， 达 到较 高 的安 全水 平 或 者 较低 的感 又 度 ， 具 有 合 适 的 力 学性 能 ， 高能 不 敏感 Ｐ Ｘ配 方 并 是 Ｂ
收稿 日期 ：２ １ － ２ １ 修 回 日期 ： ０ １ Ｏ －４ ０ １０ － ７； ２ １ －５ ２
立 相 应 的数 学模 型 ， 行 优化设 计 。 进
方设 计 不能 忽视 的 问题 ， 是 其难 点 和关 键 所 在 。为 更
此， 笔者 基 于文 献 数 据挖 掘 ， ２ ０ 于 ０ ９年基 本 建 立 了 以
能量 为 目标 函数 、 感度 为 约 束 函数 的单 目标 非 线 性 优 化设 计数 学模 型 ， 能够 对 圆筒 比动 能 和特 性 落 高 进 行 较好 的 匹配设 计 。为更 好 地对 混 合 炸 药 的能 量 、 感 度 、 学性 能 等 进 行 优 化 匹 配 设 计 ， 文 基 于 实 验 研 力 本 究 ， 索建 立 多 目标 非线 性优 化设 计数 学模 型 。 探
为炸 药工 作 者 关 注 的热 点 之 一 。本 研 究 在 Ｐ Ｘ炸 药 Ｂ 构效 关 系研究 的基 础上 ， 索 匹配 设计 Ｐ Ｘ炸药 的能 探 Ｂ 量、 度 、 感 力学 等性 能 的优化 设计 方法 。 近年 来 ， 化设 计 方 法 在 工业 混 合 炸 药 配 方 设 计 优 方面 得 到 了 较好 运 用 。 如 ， 健 军 唐 、 明 Ｉ 、 陆 ５ 王 海 芳 等建 立 了铵 油 炸药 、 化 炸 药等 工 业 炸 药 的线 乳 性 约束 优化 设计 数 学模 型 ， 以对 工 业 混 合 炸 药 的爆 可 热、 氧平 衡 和价格 进 行 优 化 匹 配 设计 。这 些模 型 没有
设 计 多 目标 非 线性 优 化 设 计 的一 般 数 学 模 型 。针 对 Ｈ ／ Ａ Ｂ ／２ １ ／２ １ ＭＸ Ｔ Ｔ ／ Ｆ３ ４ Ｆ ３ １体 系 ， 实 验 研 究 获 得 感 度 一 成 函 数 关 系 的 基 础 上 ， 在 组 建 立 了 以圆 筒 比动 能 、 性 落 高 、 特 冲击 波感 度 为 多 目标 函数 ， 能量 水 平 、 度 水 平 以及 组 分 含量 范 围 为 约 束 条 件 的 具体 数学 模 型 ， 以 感 据 此 设 计 了 ８种 能 量水 平 的 １ ０个 Ｐ Ｘ配方 ， 给 出 了相 应 的 能量 和 冲 击 波 感 度 预估 值 。选 择 了 其 中 ４种 配方 进行 实 验 验 证 ， 果 表 Ｂ 并 结 明 ， 计 模 型 给 出 的能 量 和 冲 击 波感 度 预 估 值 与实 测 值 偏 差 分别 在 ５ 和 ６ 以 内 ， 设 ％ ％ 特性 落 高 预 估值 与实 测 结果 则 在 同 一 水平 。 关 键 词 ：应 用 化 学 ； 聚物 粘结 炸 药 （ Ｂ ；配 方 设 计 ； 线 性 优 化 高 Ｐ Ｘ） 非
设计 的 难 点 和 关 键 。从 数 学 角 度 来 看 ， 能 不 敏 感 高 Ｐ Ｘ配方 设计 ， 于 以三大性 能为 目标 ， Ｂ 属 以组 分为 上下
界 、 度 和能量 指标 为 约 束 条件 的多 目标 非线 性 优 化 感 问题 ， 可在 配方 设计 准则 和构效 关 系研究 的基 础上 ， 建
感 度之 间存 在矛盾 ， 制 既高 能 又不 敏 感 的 Ｐ Ｘ炸 药 研 Ｂ
难度 较 大 ， 何对 炸药 的能 量 和感度 进行 匹配 设计 ， 如 成
不尽相 同 ， 如工 业混 合炸 药配 方设计 主要 关注爆 热 、 氧 平 衡 和成本 等 ， 而高 能不 敏感 Ｐ Ｘ配方 设 计不 仅 关 注 Ｂ
中 图分 类 号 ： Ｊ ５ ６ Ｔ５ ；Ｏ ９ 文献标识码 ： Ａ Ｄ ： ． ９ ９ ｉ ｎ １ ０ —９ １ ２ １ ． ２ ０ １ ＯＩ １ ３ ６ ｓ ． ０ ６９ ４ ． ０ ０ ． ０ ０ ｓ ２
１ 引 言
实 现 高效毁 伤 和满 足钝感 弹药 标 准是现 代 兵器发 展 对 弹药 的 要 求 ， 满 足 这 一 要 求 ， 制 高 能 不 敏 感 为 研
（ 国 工 程 物 理研 究 院 化 工 材 料 研 究 所 ，四川 绵 阳 ６ １ ０ ） 中 Ｉ ２ ０ ９ 摘 要 ： 探 索 高 能不 敏 感 高 聚 物粘 结 炸 药 （ Ｂ ） 方设 计 理 论 和 方 法 ， 于 Ｐ Ｘ炸 药 构 效 关 系 研 究 ， 出 了高 能不 敏感 Ｐ Ｘ配 方 为 ＰＸ 配 基 Ｂ 提 Ｂ
Ｐ Ｘ 炸 药 成 为 重 要 的 技 术 途 径 之 一 。 由 于 炸 药 能 量 与 Ｂ
２ 高 能 不 敏 感 Ｐ Ｘ配 方 设 计 的一 般 数 学 模 型 Ｂ
混合 炸药 配方 设计 就是 使设计 的配方在 满足一 定
性能 指标 的前 提下 ， 择 组 分 、 定其 含 量 ， 进 行 合 选 确 并 理 的结构 设计 。不 同用途 的炸药配 方设计 关 注 的性 能
高 能不 敏 感 Ｐ Ｘ炸 药 非 线 性 优 化 设 计 方 法 （１ Ｂ １）
１１ ４
文 章 编 号 ： ０ ６９ ４ （ ０ Ｏ —１ １０ １ ０ ９ １ ２ １ ２０ ４ —５ ２）
高 能不 敏 感 Ｐ Ｘ炸药 非 线 性优 化 设 计 方法 （ Ｂ Ⅱ）
黄亨建， 辉， 黄 聂福德， 刘世俊， 詹春红 能 不敏 感炸 药配 而
关 注安 全性 指标 和 力 学性 能 指 标 。 由于 炸 药 的能 量 、
安 全性 、 学 性 能 之 间存 在 相 互 矛 盾 、 互 制 约 的关 力 相
系， 如何 进行 合理 的 匹配设 计 ， 设计 的配 方既达 到较 使 高 的能 量水平 ， 达 到较 高 的安 全水 平 或 者 较低 的感 又 度 ， 具 有 合 适 的 力 学性 能 ， 高能 不 敏感 Ｐ Ｘ配 方 并 是 Ｂ
收稿 日期 ：２ １ － ２ １ 修 回 日期 ： ０ １ Ｏ －４ ０ １０ － ７； ２ １ －５ ２
立 相 应 的数 学模 型 ， 行 优化设 计 。 进
方设 计 不能 忽视 的 问题 ， 是 其难 点 和关 键 所 在 。为 更
此， 笔者 基 于文 献 数 据挖 掘 ， ２ ０ 于 ０ ９年基 本 建 立 了 以
能量 为 目标 函数 、 感度 为 约 束 函数 的单 目标 非 线 性 优 化设 计数 学模 型 ， 能够 对 圆筒 比动 能 和特 性 落 高 进 行 较好 的 匹配设 计 。为更 好 地对 混 合 炸 药 的能 量 、 感 度 、 学性 能 等 进 行 优 化 匹 配 设 计 ， 文 基 于 实 验 研 力 本 究 ， 索建 立 多 目标 非线 性优 化设 计数 学模 型 。 探