加速老化对JH-14性能的影响试验和数值模拟

加速老化对JH-14性能的影响试验和数值模拟

李鸿宾;金朋刚;严家佳;杨斐;周文静

【摘要】为了解老化过程对传爆药爆炸和安全性能的影响,将JH-14药柱放置于71℃、空气环境中恒温加热0 d、4 d、19 d、38 d和76 d,用板痕试验检验了老化前后JH-14的起爆能力.通过SSGT小隔板试验测试了不同试样的冲击波感度.利用AU-TODYN模拟施主炸药产生的冲击波在有机玻璃隔板中的衰减规律.试验和计算结果表明:老化前后试样的起爆能力没有显著变化,不同老化时间试样的临界起爆隔板厚度分别为6.9 mm、7.0 mm、7.5 mm、8.1 mm和7.8 mm,隔板中对应的冲击波超压分别为2.91 GPa、2.85 GPa、2.60 GPa、2.40 GPa和2.50 GPa,试样的直径和高度都随老化时间的增加而增加,说明冲击波感度的变化主要是药柱密度的微小改变造成的.%In order to know the influence of aging on performances of explosion and safty for boosters , JH-14 boosters were plac ed in the atmosphere of 71 ℃(air condition) for 0 d,4 d,19 d,38 d and 76 d, the plate mark test was used to check the explosion ability of samples .SSGT test was used to test the shock sensitivity of samples . In order to obtain accurate overpressure values , AUTODYN program was used to simulate SSGT test , test and simu-lation result show , the initiating ability of JH-14 has no significant changes , the critical thicknesses of plate of the five samples were 6.9 mm,7.0 mm,7.5 mm,8.1 mm and 7.8 mm respectively , corresponding overpressures were 2.91 GPa,2.85 GPa,2.60 GPa,2.40 GPa and 2.50 GPa respectively, the height and diameter of samples increase with aging time , this suggests that the shock sensitivity change of samples owe to the tiny change of explosive densi -ty.

【期刊名称】《科学技术与工程》

【年(卷),期】2017(017)032

【总页数】5页(P251-255)

【关键词】爆炸力学;JH-14传爆药;加速老化;SSGT试验

【作者】李鸿宾;金朋刚;严家佳;杨斐;周文静

【作者单位】西安近代化学研究所,西安710065;西安近代化学研究所,西安710065;西安近代化学研究所,西安710065;西安近代化学研究所,西安710065;西

安近代化学研究所,西安710065

【正文语种】中文

【中图分类】TJ55

高聚物黏结炸药(PBX)是由高爆炸药、高聚物黏结剂及其他添加剂组成的混合炸药，长期存储条件下高聚物黏结剂和部分添加剂可能会出现老化现象，进而对混合炸药的性能产生一定的影响，为了评估长储过程中炸药的爆炸和安全性能变化规律和变化机理，科研人员开展了大量的研究工作，任晓宁等[1]利用71 ℃加速老化试验研究了改性B炸药装药的老化行为，结果表明加速老化后B炸药的密度降低，并且

出现了不可逆长大；黄亚峰等[2]、王玉玲等[3]分别从炸药的爆轰性能和物理性能两个方面研究了HMX基PBX炸药的热老化性能；颜熹琳等[4]研究了HMX基高

聚物黏结炸药在温度、湿度载荷加速老化条件下的性能变化，结果表明老化初期炸药的模量和破坏强度降低较大，而韦兴文等[5]研究表明热老化对TATB基高聚物

黏结炸药力学性能的影响较小，说明不同体系的高聚物黏结炸药可能具备不同的热老化性能；高大元等[6]研究了HMX基压装PBX的热老化安全性，试验表明，老

化后炸药出现爆炸延滞期缩短、跌落安全性降低、烤燃破坏性增大等不利的变化；为了探索不同体系炸药的热老化机理构建高聚物黏结炸药的老化预估模型，孙新利等[7]利用ANSYS构建了RDX、TATB、Tetryl、HMX、PETN等5种炸药的热老化试验模型，结果显示不同种类的炸药内部的温度场分布略有差异，提出对于PETN和RDX基炸药应控制环境温度和试样尺寸，减小试验过程中试样内部的温差。

传爆药起爆阈值低于主炸药，因此它是武器系统中相对敏感的部件，同时传爆药处于整个武器系统传爆序列的前端，起到了承上启下的作用，因此其爆轰可靠性至关重要，JH-14是一种应用广泛的压装传爆药，由质量分数96.5%RDX、3% F2641和0.5%石墨构成的。文献调研发现，目前针对RDX基传爆药热老化性能的系统研究相对较少，现利用71 ℃热老化试验对直径5 mm的JH-14药柱进行5种时间尺度的热老化，利用板痕试验检验老化前后试样的爆轰能力变化，利用SSGT隔板试验测定不同试样的冲击波感度，考虑到SSGT试验用炸药的尺寸较小，临界起爆压力测量失败率较高，因此利用AUTODYN够建了同尺寸模型，计算了对应位置处隔板内部的冲击波超压，为后续的研究提供了定量的数据。

1.1 试验器材

施主药柱为A-IX-I，含96.5%RDX，密度1.65 g·cm-3，压制成型。试样是由质量分数96.5%RDX、3% F2641和0.5%石墨混合制成造型粉，然后压制成直径为5.0 mm，高度5.4 mm的小药柱，该药柱尺寸和GJB规定的小隔板试验用炸药的尺寸一致。装药参数详见表1。

RDX的熔点为205 ℃，而F2641是一种耐热氟橡胶，使用温度超过300 ℃，石墨的熔点超过3000 ℃，将热损伤条件设定为71 ℃、空气条件下恒温加热，该温度接近最炎热地区可能出现的最高温度，通过调整加热时间，可以对试样产生不同程度的热损伤，同时能够确保炸药组分不发生显著的化学反应。将525个药柱随