钻地弹是有效打击地下目标的专用武器,它侵彻至掩体指定深度后引爆主装药以杀伤目标。钻地弹主装药通常为高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX),它由含能颗粒、粘结剂、钝感剂等复合而成。在制备与加工过程中,PBX内将产生大量质量密度间断面和微缺陷。侵彻过程中,PBX将承受高过载,PBX内的质量密度间断面和微缺陷将引起材料损伤,损伤区域在力、热、化学场耦合作用下会产生局部高温,极易发生点火甚至爆轰,使钻地弹发生早炸,导致打击任务失败。PBX装药的侵彻安定性与撞击载荷下PBX的力、热、化学性质密切相关,本文针对一种新的浇注型PBX1314的动态损伤演化、点火与反应动力学特性及其作为钻地弹装药的侵彻安定性开展研究,主要包括以下几个方面:(1)基于动态力学性能实验中PBX1314的宏观应力应变响应和细观损伤形貌,研究了不同应力状态下细观微裂纹演化与PBX1314宏观力学响应之间的内在联系,建立了PBX1314动态损伤点火模型,预报了多种应力状态下PBX1314的动态力学响应,研究了不同生热机制引起的宏观平均温升与局部非均匀温升,分析了PBX1314微裂纹附近由热量沉积导致的非均匀温度分布与演化特点。结果表明,细观微裂纹的变形与扩展是造成PBX1314宏观动态力学性能拉压相异性和产生损伤的重要因素,细观微裂纹摩擦生热是使PBX1314表现出局部非均匀生热特性的重要原因,提出了基于微裂纹摩擦的PBX1314非均匀生热点火条件。(2)进行了圆筒爆轰实验,记录了PBX1314爆轰产物推动圆筒壁径向膨胀的时间历程信息,研究了PBX1314爆轰产物气体的等熵膨胀特性,建立了PBX1314爆轰产物状态方程,确定了状态方程参数。利用数值模拟方法计算了圆筒爆轰实验中爆轰波在PBX1314内的稳定传播和圆筒膨胀过程,验证了爆轰产物状态方程及参数的正确性。研究表明,与其它RDX类含能材料相比,PBX1314的爆轰产物在Chapman-Jouguet(C-J)点压力较小,这与PBX1314内仅含有一种含能颗粒且质量分数较低有关,(3)利用拉格朗日实验,实测了PBX1314中冲击波转变为爆轰波传播路径上多个位置的压力历史信息,结合未反应物状态方程、爆轰产物状态方程和混合法则,获得了多个位置的反应度演化曲线,建立了PBX1314反应动力学模型,获得了模型参数。通过对设计的PBX1314起爆与能量释放特性实验进行拓展应用,实现了对PBX1314反应动力学模型的验证。结果表明,基于飞片实验、圆筒爆轰实验、拉格朗日实验、起爆与能量释放特性实验,可以准确建立新型PBX1314的反应动力学模型,并形成了一套研究新型PBX反应动力学特性的系统方法。(4)将HJC(Holmquist-Johnson-Cook)混凝土本构模型嵌入ABAQUS,联合PBX1314动态损伤点火模型与反应动力学模型,建立了含PBX1314装药的钻地弹侵彻混凝土靶有限元模型,对侵彻过程进行了数值模拟,研究了侵彻过程中PBX1314的整体变形、内部微裂纹的响应和由此导致的损伤与点火,计算了点火区域内PBX1314的反应进程,并利用侵彻实验对模拟结果进行了验证。结果表明,PBX1314装药在侵彻过程中经历了多次压缩-反弹变形过程,装药尾端与弹壳的多次撞击使该区域成为结构损伤危险区和点火危险区。