摘要:

摘要:

摘要:为了研究TATB基高聚物黏结炸药（Polymer Bonded Explosive，PBX）内部颗粒边界分布，需要对PBX炸药通过计算机层析成像技术（Computed Tomography，CT）扫描得到的低质量原始图像进行分析，开发自动化炸药颗粒边界勾勒算法。对原始图像利用灰度统计信息和二值化方法计算得到二值化炸药颗粒草图，提出弹性胶囊算法从二值化草图中识别炸药颗粒的粗略边界，再结合形态学变换和分水岭算法识别出更精确的炸药颗粒单像素边界，最后结合灰度值统计数字特征和弹性胶囊粗略边界图信息调整边界宽度与灰度，得到最终边界勾勒结果。将该基于弹性胶囊和分水岭算法的边界勾勒结果与Canny算法、相位一致性算法、经典分水岭算法流程、基于超像素算法等有代表性的图像分割算法输出进行横向比较，结果表明该边界勾勒过程识别的准确度明显更高，并且通过单幅图像确定的算法参数在同批次样品其他图像中同样具有良好的效果，在满足边界提取精度要求的基础上，无需反复调整参数即可处理批量图像数据，缩减人工的投入，证实了自动化边界勾勒算法的实用价值。

摘要:为了研究化学当量比和氧化剂含氧量对凝胶汽油/气相氧化剂两相爆轰过程的影响，建立了考虑组分的凝胶汽油/空气三维两相爆轰模型，并采用守恒元与求解元方法对脉冲爆轰发动机管内爆轰过程进行了数值仿真，分析了当量比和氧化剂含氧量对爆轰波形成时间、形成距离、爆轰波压力峰值和爆轰波传播速度的影响。数值研究结果表明，当量比α小于1.15时，随着当量比的增大，脉冲爆轰发动机管内形成爆轰波所需的距离和时间缩短，爆轰波的压力峰值和传播速度增大，当量比α=1.15时形成爆轰波所需的距离和时间分别为0.288 m和278.0 μs，爆轰波压力峰值和传播速度分别为1.85 MPa和1437 m·s^-1；随着氧化剂含氧量β的增大，爆轰波的压力峰值和传播速度增大，当氧化剂含氧量β由23%增大至48%时，爆轰波的压力峰值由1.85 MPa增大至2.85 MPa，传播速度则由1437 m·s^-1增大至1868 m·s^-1。

摘要:为了加快新型含能材料研发的进度，减少因大量实验而带来的时间和资源的消耗问题，基于材料基因工程理论提出一种含能材料生成焓的预测方法。首先将搜集到的代表含能材料分子结构的原子坐标数据转换成表示分子内笛卡尔坐标系的库仑矩阵，以消除含能材料分子结构因平移、旋转、交换索引顺序等操作对生成焓预测造成的影响；然后，根据提出的基于Attention机制的卷积神经网络（Convolutional Neural Network， CNN）和双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-term Memory Network， Bi-LSTM）的融合模型对含能材料的生成焓进行预测。这样，既可以有效提取数据的特征，又能充分考虑数据间的相关性，同时还能够突出重要特征对预测结果的影响。对比实验结果表明，提出的基于深度学习的方法在生成焓的预测上拥有最低的实验误差，其平均绝对误差（Mean Absolute Error ， MAE）、平均绝对百分误差（Mean Absolute Percentage Error， MAPE）、均方根误差（Root Mean Square Error， RMSE）和均方根对数误差（Root Mean Squared Logarithmic Error， RMSLE）分别为0.0374、1.32%、0.0541和0.028，实现了“结构—性能”的预测目标，为含能材料生成焓的预测提供了一种新方法。

摘要:为探究裂纹分布、形态等复杂性对高聚物黏结炸药（PBX）曲面构件中超声传播特殊性的影响，优化水浸超声斜入射检测参数，基于有限元方法和典型检测工况，建立了曲面PBX构件超声无损检测的数值计算模型，利用COMSOL商用软件计算分析了表面瞬态位移激励下曲面PBX构件内部声场传播规律，模拟计算了不同角度及裂纹的超声检测信号，研究了入射角度等参数对曲面PBX构件裂纹水浸超声小角度斜入射检测结果的影响。数值仿真结果表明，声束与裂纹夹角为8°~10°时，小角度斜入射超声检测方法对PBX构件的内部裂纹缺陷的检测性能最优，且不受裂纹深度的影响。同时，设计制作了曲面PBX模拟试件，搭建了小角度超声检测实验系统，开展了不同入射角度、裂纹参数下的超声检测实验，实验所得最优检测角度（8°）与仿真结果（8°~10°）吻合，验证了数值模拟结果的合理性和小角度超声检测的有效性。

摘要:利用磁驱动加载实验技术，开展了斜波压缩下未反应固体炸药PBX-59的动力学特性研究，获得了峰值压力18.5 GPa下PBX-59的动力学响应。利用阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法，获取了PBX-59炸药斜波压缩加载下的p-V关系和声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合实验获得的动力学参数和等熵状态方程，对实验过程开展了流体动力学数值模拟，计算和实验结果基本吻合，验证了本研究实验技术、数据处理方法和物理模型的正确性。

摘要:针对脆性高聚物黏结炸药（polymer bonded explosive， PBX）的热应力破坏问题，开展了缺口药柱热冲击响应的数值模拟和实验研究。采用温度相关的热弹塑性模型对PBX药柱在50 ℃平衡温度、10 ℃·min^-1条件下的热传导和热应力进行了二维轴对称仿真分析，并利用温度-应变-声发射监测技术，在温度箱风冷试验中进行了验证。数值模拟结果表明，降温温度冲击过程中，受热近表面存在一种温度边界层，使内外表面产生较大温差，并在药柱柱面中心产生超过PBX拉伸强度的轴向拉应力；位于柱面中部的缺口使热应力放大，并加剧试样破坏的进程，其中R2的缺口圆柱的应力梯度变化最明显，应力集中系数超过1.6。实验结果表明，PBX药柱热冲击破坏方式为表面拉伸热应力超过材料拉伸强度导致的脆性断裂破坏，热冲击破坏时的信号特征表现为应变发生突变并产生高幅值声发射信号。数值模拟得到的缺口药柱、无缺口药柱的临界断裂温差分别为8.3 ℃和12.6 ℃，试验数值分别为9.2 ℃和12.5 ℃，二者吻合良好。

摘要:为了解叠氮黏合剂/非异氰酸酯固化剂固化体系的反应特性，通过微量热法研究了3，3-双（叠氮甲基）环氧丁烷与四氢呋喃共聚醚（PBT）与非异氰酸酯固化剂-丁二酸二丙炔醇酯（BPS）黏结体系的固化反应过程，采用Kissinger法和Crane法计算了该黏结体系固化反应的动力学参数和特征温度，根据333.15、343.15、353.15和363.15 K四个等温条件下该黏结体系完全固化所需的时间拟合了完全固化时间与温度的方程。结果表明，PBT/BPS黏结体系固化反应的表观活化能为81.94 kJ·mol^-1，指前因子为10^8.48 s^-1，反应级数为0.93，固化反应热为-926.88 J·g^-1；该黏结体系的凝胶温度为319.29 K，固化温度344.52 K，后固化温度为366.11 K；该黏结体系固化反应中存在自催化现象；拟合出的该黏结体系完全固化时间与温度之间的关系式为y=8.3345×10⁴e^-0.02309x-11.116。

摘要:针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题，采用分子动力学模拟（MD模拟）比较了小分子邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、聚新戊二醇己二酸酯（NA）在发射药体系中的扩散系数，探究了温度和硝化甘油（NG）含量对DBP、NA在双基发射药中扩散的影响，并分析了扩散机理。结果表明：5 ℃时DBP和NA在NC基体中的扩散能力相当，扩散系数均在10^-12 m²∙s^-1数量级，25 ℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.13×10^-11 m²∙s^-1和5.13×10^-12 m²∙s^-1，65 ℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.88×10^-11 m²∙s^-1和7.57×10^-12 m²∙s^-1，85 ℃时DBP与NA的扩散系数分别为3.42×10^-11 m²∙s^-1、1.11×10^-11 m²∙s^-1，在相同温度下，钝感剂扩散系数的大小顺序为DBP>NA，这说明NA具有较好的抗迁移特性，该特性在高温时更为凸显；从微观角度分析温度对扩散机理的影响为：高温使原子间氢键作用峰值减小，即DBP、NA与NC的相互作用力减弱，并且体系的自由体积分数也变大，增大了分子运动的有效活动空间，更有利于DBP、NA扩散。DBP、NA的扩散能力随着增塑剂NG含量的增加而增强，添加NG使得DBP、NA与NC的相互作用减弱，因此DBP、NA运动更活跃，扩散能力增强。

摘要:为了发展易放大、可连续化的共晶制备方法，采用溶剂/非溶剂法的微通道结晶技术制备了六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今（CL-20/HMX）共晶。采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、热分析和感度测试，对样品的形貌、结构、热性能和感度进行了表征分析。结果表明，该方法成功制备了CL-20/HMX共晶，其表观形貌部分呈花簇状，直径为20~30 μm，由厚度为200~600 nm的片状晶体组装而成，部分呈单独的片状结晶（厚度为200~600 nm）；所制备的CL-20/HMX共晶在放热过程中仅有一个尖锐的放热分解峰，放热峰温位于243.4 ℃，低于原料CL-20（250.2 ℃）和HMX（284.7 ℃）。放热区间仅为242.7~246.0 ℃，比原料CL-20（230.0~254.6 ℃）和HMX（281.0~290.7 ℃）窄，具有较高的能量释放效率；表观活化能470.75 kJ·mol^-1，介于CL-20（175.04 kJ·mol^-1）和HMX（481.45 kJ·mol^-1）之间，比CL-20提高了295.71 kJ·mol^-1，具有较好的热稳定性；撞击感度为18 J，较原料CL-20（10 J）和HMX（14.4 J）分别提高8 J和3.6 J，摩擦感度比CL-20原料降低了20%，安全性有所提高。

摘要:3，4‐双（3'‐氨基呋咱基‐4'‐）氧化呋咱（BAFF）为原料，采用廉价易得且绿色环保的丙三醇为溶剂，经氯化亚锡还原合成关键中间体 3，4‐双（3'‐氨基呋咱基‐4'‐）呋咱（BATF），后经过氧化氢氧化得到 3，4‐双（3'‐硝基呋咱基‐4'‐）呋咱（BNTF），总收率为59.0%。采用 1H NMR、13C NMR、IR、MS 和元素分析对 BATF 和 BNTF 进行表征，并成功获得 BNTF 单晶结构数据，BNTF 晶体为正交晶系，属 P212121空间群，a＝0.71437（10）nm，b＝0.96839（11）nm，c＝1.51555（17）nm，V＝1.0484（2）nm3，Z＝4，Dc＝1.876 g·cm-3， F（000）＝592；优 化 BNTF 合 成 工 艺 ，考 察 投 料 比 、反 应 时 间 及 反 应 温 度 对 BNTF 产 率 的 影 响 ，获 得 的 最 佳 工 艺 条 件 为 n（BATF）∶n（35%H2O2）∶n（98%H2SO4）∶n（Na2WO4?2H2O）=1∶60∶40∶0.86，反应时间 3 h，反应温度 30 ℃，收率可达 93.3%；采用DSC 法和 TG‐DTG 法测定 BNTF 的热稳定性，分别用 Kissinger 法、Rogers 法和 Arrenhis 法计算 BNTF 热分解反应的表观活化能Ea（147.83 kJ·mol-1）、指 前 因 子 A（9.33×1015 min-1）和 分 解 速 率 常 数 k（2.18×10-44），计 算 了 BNTF 的 热 爆 炸 临 界 温 度（Tb=201.36 ℃）；利用 Kamlet‐Jacobs 方程估算得到 BNTF 的爆速（8.3 km·s‐1）、爆压（31.3 GPa）；分别按照 GJB772A-1997 方法 601.2 和602.1 测试 BNTF 特性落高（H50=43.0 cm）和摩擦感度（36.0%）。

摘要:综述了物理混合法、球磨法、气相沉积法、静电喷雾/纺丝法、溶剂/非溶剂法、3D打印法六大类制备方法，从产品性能、方法的优缺点等角度对近些年来铝-氟聚物反应性物质的研究进展进行简要综述。介绍了铝-氟聚物反应性物质在慢升温速率和快升温速率下的反应过程。指出今后研究的重点方向为：设计一种能集各种制备方法优点于一身的新方法，加强铝-氟聚物反应性物质受热时氟聚物和铝的反应机理的研究。