【摘 要】
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含能材料燃烧转爆轰（DDT,Deflagration-to-Detonation Transition）特性是影响其生产、贮存、使用安全性和作用可靠性的重要指标。本文在建立小尺寸装药燃烧转爆轰试验装置的基础上,研究了多种炸药在小尺寸装药条件下的燃烧转爆轰特性,对影响燃烧转爆轰的诸因素及其影响规律进行了系统研究,并进行了1:1的数值模拟和分析,基于理论模拟和试验结果确定了实现燃烧转爆轰的最佳条件,为
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含能材料燃烧转爆轰（DDT,Deflagration-to-Detonation Transition）特性是影响其生产、贮存、使用安全性和作用可靠性的重要指标。本文在建立小尺寸装药燃烧转爆轰试验装置的基础上,研究了多种炸药在小尺寸装药条件下的燃烧转爆轰特性,对影响燃烧转爆轰的诸因素及其影响规律进行了系统研究,并进行了1:1的数值模拟和分析,基于理论模拟和试验结果确定了实现燃烧转爆轰的最佳条件,为炸药的生产和使用安全及无起爆药DDT雷管的设计提供了参考依据。论文的主要研究内容和成果如下:（1）在外径6 mm、长度50 mm不同材质的全封闭钢管内进行了1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷（HMX）、5,5’-联四唑-1,1’-二氧二羟胺（TKX-50）等7种传统和新合成炸药的DDT性能测试,筛选出HMX和TKX-50两种容易实现DDT的炸药,并对其进行了装药密度、粒度、粘结剂、约束强度以及点火条件等因素对DDT的影响规律研究。结果表明,HMX和TKX-50装药密度分别为1.2～1.4 g·cm-3和1.0～1.3 g·cm-3、炸药晶体粒度为100μm左右时易于实现燃烧到爆轰的转变;粘结剂的添加不利于炸药的点火和DDT;Mg/Ba O2点火药能促进DDT的发生。（2）根据直管式燃烧转爆轰试验壳体破坏现象,设计了隔片式燃烧转爆轰装置,并对其影响规律进行了分析研究。结果表明,加入隔片可显著提高炸药燃烧转爆轰的可靠性。在施主装药密度0.8 g·cm-3、受主装药密度1.2 g·cm-3条件下,2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯基乙烯（HNS）、3,3’,5,5’-四氯-2,2’,4,4’,6,6’-六硝基偶氮苯（BTCHNAB）等钝感炸药均可实现稳定爆轰。相同装药条件下,施主装药约束强度越强,越利于其驱动隔片;与无隔片燃烧转爆轰试验结果相似,受主装药密度对隔片起爆的影响存在最佳值,HMX、HNS易燃烧转爆轰的密度区间分别为1.0～1.3 g·cm-3和1.1～1.4 g·cm-3;10、100、500μm三种粒度范围的受主装药试验结果表明,装药晶体粒度越大,越容易被起爆。（3）采用Autodyn动力学软件模拟了隔片式燃烧转爆轰装置中隔片厚度对炸药燃烧转爆轰的影响规律。计算结果表明,在施主装药不变的条件下,当隔片厚度≥0.3 mm时,施主装药驱动隔片运动的特征速度随厚度的减小而提高;当隔片厚度＜0.3 mm时,其强度不足而导致其变形严重,特征速度随厚度的降低锐减,无法为受主装药提供足够起爆能量。在一定范围内隔片厚度越大,起爆受主装药所需临界速度越小。综合厚度对特征速度和临界速度的影响,确定隔片最佳厚度为0.3 mm。
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