摘要:为了开发一种快速高效且绿色环保的二硝酰胺铵/吡嗪-1，4-二氧化物（ADN/PDO）共晶制备新途径并表征其性能，采用反应结晶法，以纯水作为溶剂，制备了ADN/PDO共晶，采用光学显微镜（OP）、单晶X射线衍射（SXRD）以及粉末X射线衍射（PXRD）对共晶的形貌和结构进行表征。结果显示，ADN/PDO共晶晶体呈棱柱状，由ADN和PDO分子按摩尔比2∶1结合形成，室温下晶体密度为1.779 g·cm^-3，属于单斜晶系，空间群为P2₁/c。通过DSC测试和增重法对ADN/PDO共晶的热性能和吸湿性进行了表征，并使用NASA CEA对能量性能进行预测。研究表明，采用该方法制备的ADN/PDO共晶的熔点为113.3 ℃，比ADN提高了21.3 ℃，分解温度略高于ADN，具有较好的热稳定性。共晶的吸湿率仅为2.6%，大幅度降低了ADN（45%）的吸湿性。此外，经NASA CEA软件计算得到共晶的理论比冲高达277.9 s，优于ADN（197.5 s），具有较高的能量。因此，反应结晶法实现了高能量低吸湿的ADN/PDO共晶高效制备，为进一步评估其应用性能奠定了基础。

摘要:为认识侵彻多层靶过程中装药意外点火的潜在机理，提出了基于多层嵌套子弹及双向限位设计思路，建立了一种连续多次冲击加载下结构装药非线性放大效应实验方法，验证了该方法的有效性，分析了非线性响应放大的内在机制，开展了多脉冲加载下结构非线性响应对装药点火行为的影响研究。结果表明：该实验方法能够针对装药进行灵活可控的多脉冲加载，加载应力峰值达百兆帕量级、脉宽达亚毫秒量级。一旦加载载荷的特征频率接近结构装药的固有频率，将产生结构非线性放大效应，装药应力幅值逐渐放大。在子弹速度、质量均相同的前提下，仅改变载荷频率，如果结构非线性响应发生放大，则PBX-3装药可能发生点火；反之则不会发生点火。可见，结构非线性放大效应是导致装药点火的一个重要因素。

摘要:研究采用小分子燃料1，4，7，10-四氮环十二烷与硝酸、高氯酸发生成盐反应，制备了C₈H₂₄N₄（ClO₄）₄和C₈H₂₄N₄（NO₃）₄∙2H₂O两种应急储备的单质炸药。通过单晶X-射线衍射、红外光谱、元素分析、差热分析、热重分析、EXPLO 5.0程序对目标产物的结构、热性能、爆轰性能进行了研究。结果表明，C₈H₂₄N₄（ClO₄）₄属正交晶系，Pcc2空间群，晶体密度为1.968 g∙cm^-3； C₈H₂₄N₄（NO₃）₄∙2H₂O的晶体为二水合物，属单斜晶型，P2₁/n空间群，晶体密度为1.642 g∙cm^-3。C₈H₂₄N₄（NO₃）₄∙2H₂O和C₈H₂₄N₄（ClO₄）₄的热分解峰值温度及活化能分别为293.2 ℃、284.1 ℃和131.76 kJ·mol^-1、195.18 kJ·mol^-1。C₈H₂₄N₄（NO₃）₄∙2H₂O和C₈H₂₄N₄（ClO₄）₄表现出了较为优异的爆轰性能，其爆速、爆压分别可达8058、8680 m∙s^-1和24.0 GPa、36.2 GPa。此外，C₈H₂₄N₄（NO₃）₄∙2H₂O和C₈H₂₄N₄（ClO₄）₄的撞击感度分别为36 J、33 J，摩擦感度均大于360 N。

摘要:立式混合机内桨叶的行星运动可有效促进物料不同组分间的分散循环和均质分布，故已应用于固体推进剂药浆的制备过程。然而，混合机内的复杂界面及其运动导致药浆内部的混合机理与流变特性难以采用传统的方法进行研究。针对层流流动下推进剂药浆与桨叶耦合过程，基于光滑粒子法（Smoothed Particle Hydrodynamics， SPH），连续体被离散为若干携带物理量的守恒质点。结合Herschel-Bulkley（HB）本构模型，发展了适用于非牛顿流体状态下推进剂药浆混合过程的无网格方法。将数值模拟和实验进行对比，验证所提出模型的准确性。通过探究桨叶运动参量与功率消耗的相关性，分析了几何构型、转动模式对药浆混合均匀程度及叶轮扭矩负载的影响规律。研究结果表明，若剪切速率指数n为0.47时，液体在非牛顿流动状态下，模拟结果相对文献实验结果的平均误差约为4.98%，故两者具有良好的一致性。行星叶轮搅拌2.65 s后，其混合均匀性指数相比于中心、偏心叶轮依次提高了8.9%和7.3%。而雷诺数Re=1时，公转半径在0.11D_w~0.23D_w范围内，扭矩的最大增幅可达38.4%。

摘要:采用溶剂-反溶剂法，在二甲基亚砜（DMSO）-乙二醇（EG）体系中，以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（EmimOAc）离子液体为添加剂，制备了平均粒径为9.35 μm的八面体环三亚甲基三硝胺晶体（O-RDX）。系统研究了溶剂体系、溶液浓度、结晶温度、添加剂、搅拌速率等结晶参数对RDX晶体生长行为的影响规律，发现过饱和度是决定RDX晶体生长方式的主要因素，随着过饱和度的逐渐减小，RDX晶体经历了粗糙生长-二维生长-螺旋生长的变化过程，RDX晶体形态由树枝状逐渐演化为八面体形状。与原料RDX相比，O-RDX的晶型未发生改变，为常用的α晶型；O-RDX晶体密度增加，内部缺陷减少；分解温度提高5 ℃；撞击感度和摩擦感度分别降低60%和50%。为揭示O-RDX的形成原因，采用附着能AE模型，分子动力学（MD）方法，预测了RDX在真空下和EmimOAc作用下的晶体模型。预测结果表明，真空条件下RDX具有6个重要的生长面：（1 1 1）、（2 0 0）、（1 0 2）、（0 2 0）、（2 1 0）、（0 2 1），EmimOAc则使RDX主要晶面的生长速率趋于一致，导致八面体RDX晶体的形成，理论模拟与实验结果基本一致。

摘要:分子钙钛矿含能材料作为一种新概念单质含能材料，可通过改变其离子组分而调控性能，为设计适用不同领域的实用火炸药提供新途径。氯酸铵具有强氧化性而常用作氧化剂，但其高吸湿性极大限制其应用范围。研究通过混合氯酸钠、氨水和三乙烯二胺（dabco）后进行酸化，获得了新的分子钙钛矿含能材料（H₂dabco）（NH₄）（ClO₃）₃（简称DAC-4）。X射线单晶衍射分析表明，DAC-4具有ABX₃型钙钛矿结构，属于立方Pmm空间群，晶体学密度为1.86 g·cm^-3。DAC-4有较优异的理论爆轰性能，其爆热、爆速和爆压分别4.91 kJ·g^-1、8.43 km·s^-1和32.6 GPa。差热分析表明，DAC-4分解峰值温度为106 ℃，显著高于氯酸铵（75 ℃）。吸湿性实验表明，在相对湿度小于86%条件下存放近2个月，DAC-4基本不吸湿，最高增重仅0.18%，远低于氯酸铵（增重30%）。

摘要:为了探究不同管材侧向环形切缝装药的爆炸能量传递特性，开展常规柱状装药和4种管材侧向环形切缝装药的爆炸实验，借助高速纹影拍照系统和冲击波超压监测系统捕获了爆炸波的传播历程和监测爆炸压力的分布情况，分析了侧向环形切缝装药爆炸能量传递规律，以及管材对其能量传递特性的影响。结果显示：侧向环形切缝装药爆炸之后，爆轰产物和冲击波均先朝着切缝方向向外传播，非切缝方向爆轰产物和冲击波的传播相对滞后；与常规柱状装药的爆炸压力对称分布相比，侧向环形切缝管会减小非切缝方向爆炸压力和增大切缝方向爆炸压力，爆炸压力的非对称分布证明侧向环形切缝装药在切缝方向诱发产生了聚能效应；不同管材侧向环形切缝装药的聚能效果强弱顺序为不锈钢（SS）>聚氯乙烯（PVC）>纤维强化塑料（FRP）>有机玻璃（PMMA）。

摘要:为研究聚能射流对有限厚钢靶的侵彻后效参数特性，开展了小口径聚能装药射流成型及侵彻带有靶后效应物的有限厚靶板实验，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行了聚能射流侵彻有限厚靶板作用过程数值模拟计算，分析了靶板厚度、炸高及靶后效应物密度对聚能射流侵彻后效参数的影响，包括剩余射流头部直径d、头部速度v及后效引爆炸药能力参数v²d。研究结果表明：随着靶厚的增加，后效引爆威力v²d呈现线性衰减趋势，厚度每增加20 mm约损失初始引爆威力参数的16%；在聚能射流保持连续的炸高范围内，随着炸高的增加，后效引爆威力参数v²d呈现先增大后减小的趋势，其驻点出现于炸高为8 倍聚能装药口径处；在常见的炸药密度范围内，随着靶后效应物密度ρ的增大，引爆威力参数v²d衰减速率呈现先减小后增大的趋势；在相同时刻下，v²d-ρ曲线存在一个驻点，v²d最大值分布于ρ=1.6~1.8 g·cm^-3之间，且驻点位置随侵彻时间增大而右移。

摘要:为了研究三基发射药热烧蚀特性及变化规律，制备了组分含量不同的多种三基发射药，采用半密闭爆发器模拟烧蚀试验方法测定发射药样品的烧蚀性，分析了发射药高能组分含量、增塑剂含量对发射药爆温的影响规律，以及发射药爆温对烧蚀特性的影响规律。结果表明，环三亚甲基三硝胺（RDX）、硝基胍（NQ）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）含量改变会引起发射药爆温的变化，进而影响烧蚀性能。RDX含量增加1%，爆温增加0.59%，发射药烧蚀率增加1.23%；与未加入RDX相比，加入2%RDX的发射药烧蚀率增加23.38%；NQ含量增加1%，爆温降低0.23%，发射药烧蚀率降低0.56%；DOP含量增加1%，爆温降低2.99%，发射药烧蚀率降低7.01%。针对爆温在2600~3100 K的范围内的三基发射药，建立了质量烧蚀率与爆温的指数关系式，并分别给出了RDX、NQ、DOP体系的特征系数，为0.106、0.101、0.163。

摘要:为了探索新型叠氮增塑剂1，5-二叠氮基-3-氧杂戊烷（AZDEGDN）在发射药配方中的应用前景，采用半溶剂法制备了以AZDEGDN为增塑剂的双基和三基发射药，并对含AZDEGDN发射药的形貌、密度及在不同温度下的静态燃烧性能进行了研究。结果表明，使用半溶剂法挤出成型工艺能够制备得到外观无明显瑕疵的含AZDEGDN的双基发射药（ADG-2）和三基发射药（ADG-3）。SEM观测显示，固体添加剂黑索今（RDX）和硝基胍（NGu）能够较为均匀地分布在ADG-3发射药内部。密度测试显示，ADG-2和ADG-3发射药的密度分别为1.44 g·cm^-3和1.52 g·cm^-3，均接近理论密度，说明发射药内部结构较为致密。密闭爆发器试验表明，常温（20 ℃）下，ADG-2和ADG-3发射药的静态燃烧性能均较为稳定，燃速随着压强增大而均匀上升，未出现明显的燃速-压强曲线（u-p曲线）转折现象，燃烧最大压强分别为237.71 MPa和263.80 MPa，燃速压强指数分别为0.9098和0.9754；RDX和NGu的添加使得含AZDEGDN发射药在低压段（50~100 MPa）和中压段（100~150 MPa）的燃速压强指数分别增大了15.5%和10.9%，而在高压段（150~p_dpm MPa）的燃速压强指数减小了4.2%；高温（50 ℃）和低温（-40 ℃）下，ADG-3发射药仍然能够保持稳定燃烧，燃烧最大压强由常温下的263.80 MPa分别变为265.92 MPa和261.13 MPa，燃烧时间由14.70 ms分别变为13.52 ms和16.40 ms，燃速压强指数由0.9754分别变为0.9464和0.9938。可见含AZDEGDN发射药的制备方法简单成熟，结构致密无瑕疵，静态燃烧性能稳定，有望成为一种新型低烧蚀发射药。

摘要:为了研究黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）和六硝基茋（HNS）晶体的形貌特征，采用了统一动力学三维分区方法对这3种含能材料晶体的实时生长形貌进行了模拟，研究了结晶生长条件对晶体外形和晶面拓扑结构的影响。研究结果表明，RDX预测的晶形呈现类菱形，主要晶面包括（0 1 0）、（1 0 0）和（1 1 0）面；HMX晶体呈柱状，主要晶面包括（0 1 1）、（0 1 0）和（1 1 -1）面；而HNS晶体呈薄片状，其中（1 0 0）面的显露面积最大，所预测的含能材料晶体外形与实验结果吻合。当RDX、HMX和HNS晶体呈现二维成核和外延生长模式时，较高的驱动力（Δμ=418.59 kJ·mol^-1）导致晶体的分子层不断堆叠，呈现分层生长；而温度较低时，生长单元首先附着在晶面平台区域，逐渐形成“岛状”集聚，随后进行外延生长；当晶面足够大时，可能出现多个大小不同的“岛状”结构，并随时间增长逐渐合并。在较低驱动力下（Δμ=27.21 kJ·mol^-1），HNS晶体呈现螺旋位错生长，其中（1 0 0）晶面通过一个螺旋轴引发片层生长，形成“梯田”型晶面。通过附着能力分析发现，螺旋的扭结位和台阶面具有较强的吸附能力，而平台上的位点吸附能力较弱。

摘要:为了解决TATB因溶解性差不适用于常规纯化方法的问题，采用反萃取技术，选用对TATB具有良好溶解性的新型绿色低共熔溶剂（CS-1），以水为反萃取剂，进行了TATB的纯化；对比了该法与其它纯化方法的不同，系统优化了该法中反萃取剂加入量、洗涤次数及干燥方式等条件对TATB的纯化影响，构建了纯度为（99.7±0.2）%，回收率为92.5%的TATB高效分离与绿色纯化方法。研究同时采用光谱过程监测和理论计算模拟，基于CS-1溶剂的TATB纯化动力学，探讨了基于氢键竞争和络合物解离的TATB纯化机制。

摘要:以五唑银为原料与3，5，7-三氨基-［1，2，4］三唑并［4，3-a］［1，3，5］三嗪盐酸盐通过复分解反应合成了一种新型非金属五唑盐——3，5，7-三氨基-［1，2，4］三唑并［4，3-a］［1，3，5］三嗪五唑盐（4）。通过X-射线单晶衍射、红外光谱（IR）、元素分析（EA）、核磁共振（NMR）对合成的新型五唑盐进行了结构表征，并采用热重分析（TG）和差示扫描量热分析（DSC）测试其热分解行为。使用原子化法计算了化合物4的生成焓，使用EXPLO5预测了爆轰性能，并采用BAM方法测试其撞击感度和摩擦感度。测试结果显示，化合物4的晶体密度为1.644 g·cm^-3，属单斜晶系，P2₁/n空间群，氮含量77%，热分解温度113.8 ℃，生成焓491.5 kJ·mol^-1，爆速7913 m·s^-1，爆压19.6 GPa，撞击感度>40 J，摩擦感度>360 N。

摘要:多环富氮含能化合物因其在构建低机械感度、良好热稳定性和高密度新型含能分子方面的独特优势，而备受国内外研究人员关注。研究将四唑环接入稠环中构建新型多环富氮骨架，利用其作为高能有机燃料和氢键供体，进一步与富有氢键受体的氧化性结构单元HClO₄通过非共价键自组装，合成了3种不含结晶水的新型多环自组装含能化合物——7-氨基-6-（2H-四唑-5-基）-吡唑并［1，5-a］嘧啶高氯酸盐（1），7-氨基-6-（2H-四唑-5-基）-［1，2，4］三唑并［1，5-a］嘧啶高氯酸盐（2）和2，7-二氨基-6-（2H-四唑-5-基）-［1，2，4］三唑并［1，5-a］嘧啶高氯酸盐（3）。采用核磁共振谱（H NMR）、X-射线单晶衍射（XRD）分析对其结构进行表征，利用差示扫描量热仪-热重联用（DSC-TG）和BAM法测试其热稳定性和机械感度，并运用Gaussian 09程序和EXPLO5 V6.05.02预测其爆轰性能。结果表明，3种化合物均有较高的晶体密度（密度ρ： 1.75~1.86 g·cm^-3）、良好的热稳定性（热分解起始温度T_d： 184~260 ℃）和爆轰性能（爆速v： 7343~7570 m·s^-1； 爆压p： 21.1~22.8 GPa），优于传统炸药三硝基甲苯（TNT）。其中化合物1（撞击感度IS>40 J，摩擦感度FS=216 N）和化合物3（IS=25 J，FS=240 N）展现出低的机械感度。

摘要:为了解决纳米铝热剂的制备工艺中组分分布不均匀和燃烧效率低等问题，采用层层组装技术将铜-均苯三甲酸（Cu（BTC））和铁-均苯三甲酸（Fe（BTC））交替包覆在nAl表面，制备核壳结构nAl@Cu（BTC）/Fe（BTC）纳米铝热剂，并对其结构、形貌、热反应性能（铝热反应温度）和燃烧性能（燃烧时间、点火延迟时间和燃烧温度等）进行研究。结果表明：层层组装技术可以调控包覆层的厚度和形貌，随着包覆层厚度的增加纳米铝热剂从粗糙疏松逐渐变得光滑致密；交替包覆12层Cu（BTC）/Fe（BTC）的纳米铝热剂燃烧剧烈，火焰传播速率较快，在0.710 s内火焰达到最大，具有适中的点火延迟时间（0.509 s）、最短的燃烧时间（2.036 s）和最高的燃烧温度（1425 ℃），此时，Cu（BTC）和Fe（BTC）的协同作用使其铝氧化反应温度峰值降低到552.5 ℃和735.0 ℃。

摘要:以2，2-二硝基-1，3-丙二醇为原料，分别与叔丁胺和乙二胺反应后再经硝化，合成了2种爆轰性能优异、热稳定性良好的氮杂脂肪环含能化合物：1，3，5，5-四硝基六氢嘧啶（DNNC）与1，4，6，6-四硝基-1，4-二氮杂环庚烷（TNDA）。利用核磁波谱、红外光谱、X射线单晶衍射等手段对目标化合物进行了结构表征；利用差示扫描量热-热重联用研究了其热分解行为；采用BAM测试方法测试了DNNC与TNDA的撞击感度和摩擦感度；基于等键方程与EXPLO5预测了其生成焓与爆轰参数。结果表明，DNNC单晶中环己烷骨架与TNDA单晶中环庚烷骨架均为椅式构象，两种化合物都存在广泛的分子间、分子内非经典氢键；DNNC的相变温度为155.0 ℃，热分解温度为215.3 ℃，TNDA的相变温度为154.5 ℃，热分解温度为205.9 ℃；DNNC的撞击感度为25 J、摩擦感度为144 N，TNDA的撞击感度为17.5 J、摩擦感度为240 N，均比黑索今（RDX）与奥克托今（HMX）钝感；两种化合物的理论爆速分别为8772 m·s^-1、7828 m·s^-1，理论爆压分别为34.8 GPa、25.0 GPa。

摘要:为了研究Al粉在氮氧化物中的燃烧特性，采用量子化学密度泛函理论ωB97X方法，研究了Al与3种氮氧化物（NO₂、NO和N₂O）的反应机理。首先，使用ωB97X-D3方法在def2-SVP基组水平上优化了各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，通过频率分析证实中间体和过渡态的真实性，并通过内禀反应坐标（IRC）计算以进一步确定过渡态，得到了详细反应路径和机理。同时，使用双杂化泛函PWPB95结合DFT-D3校正和def2-TZVPP基组获得了各结构的单点能，并使用变分插值过渡态理论计算了相关反应的反应速率常数，得出每个反应的阿伦尼乌斯表达式。结果表明，Al与NO和NO₂的反应过程为Al与O氧原子连接形成复合物中间体后通过三元环状过渡态破坏N-O键生成产物；Al与N₂O的反应时则为Al与N原子形成复合物后通过四元环状过渡态发生消除反应生成产物。通过分析各反应动力学参数得到Al与NO₂、NO和N₂O反应活化能分别为：4.3，249 kJ·mol^-1和13.4 kJ·mol^-1。在2400~4100 K，由于Al与NO₂和N₂O的反应能垒较低，反应速率均大于10⁶ m³·mol^-1·s^-1，说明该反应容易发生且速率极快，Al与NO的反应能垒极高，因此其逆反应速率远大于正反应速率，且各反应反应速率受温度的影响程度为：NO>N₂O>NO₂。

摘要:为了研究直写成型技术（DIW）中挤出系统的喷头流道结构参数（锥角角度、出口直径、成型段长度）对含能材料挤出过程的流体流动影响，研究建立了基于Polyfow Extrusion模块的高黏度含能材料挤出模型，并采用直写成型3D打印工况的挤出实验对其进行了验证。研究通过所建立的模型分析了锥角角度范围90°~130°，出口直径0.75~2 mm以及成型段长度5~20 mm对高黏度含能材料挤出过程的影响。结果表明：采用Polyflow Extrusion模块可以较准确地模拟复合含能材料的流动行为，同时发现锥角为100°、喷头出口直径为1.5~1.75 mm时挤出成型过程相对稳定、挤出膨胀较小，且成型段的增长会在增大所需入口压强的同时减小出口膨胀效应。

摘要:为改善3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮（NTO）釜式硝化工艺的高放热安全风险、间歇合成效率低的问题，依据NTO硝化合成不同阶段的反应体系特点与动力学特征，设计了针对高固含量体系的连续流反应装置系统。以2，4-二氢-1，2，4-三唑-5-酮（TO）为原料，结合微通道反应技术与管式反应技术实现了NTO连续流合成，并优化了连续流合成工艺条件及装置。在硝化反应温度为45 ℃、反应停留时间为9分钟，物料摩尔比n（TO）∶n（HNO₃）=1∶6的条件下，以81.4%的收率合成了NTO，纯度99.53%。利用核磁（NMR）、元素分析（EA）、红外（FTIR）等结构分析方法确认了合成产物结构，采用粉末X射线衍射（XRD）、热质联用（TG-DSC）、BAM感度仪、偏光显微镜对连续流合成产物和釜式合成产物进行了性能表征与对比。结果表明，在10 ℃·min^-1的升温速率下，其热分解峰温为276.23 ℃，热分解过程质量损失为85.12%，撞击感度大于40 J，摩擦感度大于360 N。与釜式合成NTO相比，连续流合成NTO的热分解峰温提高2.95 ℃，热分解过程质量损失增加4.44%，撞击与摩擦感度相当，晶体形貌规整、粒度分布更均一。连续流合成时间较釜式工艺缩短90%，收率较釜式工艺提高3.4%，制备效率与安全性有所提高。

摘要:为了更好地评估连续流反应热安全风险，研究以通道式反应器为例，通过构建基于热量衡算和物料衡算的反应体系模型，对连续流反应体系的实际传热量和热安全风险进行了研究。针对通道式反应器进口端的绝热温升反应现象，提出了临界半衰期作为热安全判据的方法，获得了具有热安全高风险的两大反应条件，分别为：当目标反应产热总量大于800 J·g^-1，且该反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期；当分解反应产热总量大于800 J·g^-1，且目标反应在反应温度下半衰期小于临界半衰期，同时分解反应在100%MTSR（工艺反应能够达到的最高温度）下半衰期也小于临界半衰期。并且通过氯苯硝化反应验证其准确性和实用性，结果显示，通道式反应器在该条件下可发生分解爆炸反应，证实了该评估方法可用于确定连续流反应热安全的高风险条件。

摘要:为了深入研究固体推进剂细观损伤行为及对其宏观力学性能的影响，在223~333 K温度下对硝酸酯增塑聚醚推进剂（NEPE）推进剂开展了单轴拉伸和应力松弛试验，获得了相应的应力应变曲线及松弛模量主曲线。在有限变形下开发了考虑细观损伤的非线性粘弹性本构模型，该模型通过将微空洞演化与温度、应变率、围压及循环加载损伤等因素关联实现对推进剂力学性能的多尺度分析。通过有限元软件ABAQUS对模型进行了二次开发，并基于试验数据确定了模型参数，之后将模型应用于预测推进剂在不同加载下的力学响应。结果表明，该模型能够准确预测推进剂在宽温（223~333 K）和加载速率（1~200 mm·min^-1）下的单轴拉伸响应，并且适用于循环加载、围压试验和双轴加载试验，验证了该模型在复杂应力状态下的有效性。该模型所需参数较少且易于嵌入商用软件，可为发动机推装药结构完整性的多尺度分析提供一定的理论指导。

摘要:作为由填料和基体混合而成的复合材料，端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂的损伤主要涉及颗粒的破碎、基体的断裂以及粘结界面层的脱粘，为进一步探究其在外载作用下结构损伤和力学性能的演变，通过微CT、高速CCD相机，以及全原子分子动力学模拟，实现原位加载下推进剂多尺度损伤分析。结果表明，推进剂典型损伤过程起始于粘结界面层破坏，扩展于脱粘孔隙的增长，演化于孔隙的合并，加速于局部大变形的汇集，终止于基体的断裂；界面结合能和应力集中程度使得大粒径高氯酸铵（AP）颗粒最先脱粘，且孔隙率与应变呈现类指数函数关系；微观界面层牵引-分离曲线符合指数型内聚力模型，微观空隙的萌生与扩展破坏了其内聚性，而分子间距则影响了应力的演变。

摘要:动载荷下炸药晶体缺陷与热点形成的关联是当前含能材料领域的研究热点之一，理解热点形成机制及其对炸药起爆和感度的影响对于炸药安全性评估和研制安全弹药至关重要。本研究采用ReaxFF反应力场和分子动力学方法，对含圆柱形孔洞的炸药单晶奥克托金（HMX）在冲击载荷下的动态响应进行了研究，并探究了孔洞尺寸和双孔洞的影响。结果表明，冲击载荷下孔洞的塌缩过程分为3个阶段，即孔洞上游的塑性变形、上游原子向孔洞中心和下游运动形成流动原子、流动原子与下游碰撞。热点形成的主要机制是流动原子与下游碰撞使得动能转换为热能导致温度快速升高。热点的高温诱发了局部化学反应，HMX分子中N─NO₂键断裂生成NO₂是主要的初始反应机制。圆柱形孔洞的塌缩过程和热点形成机制与球形孔洞是相似的，但圆柱形孔洞的汇聚效应更弱、形成的流动原子速度更低，导致热点温度显著降低、化学反应更弱。此外，圆柱形孔洞在塌缩过程中在其周围形成了剪切带，这在球形孔洞中没有出现。随着孔洞尺寸的增大，流动原子的速度提高、剪切带变宽、热点温度升高且面积增大，进而引发了更剧烈的化学反应。对于沿冲击方向排布相距一个孔洞半径的双孔洞，孔洞塌缩过程与单孔洞是类似的，但由于冲击波在传过上游孔洞后压力有所降低，导致下游孔洞在塌缩过程中形成的流动原子速度更小、热点温度更低。本研究有助于深入理解晶体缺陷对炸药热点形成与起爆机理的作用，为宏观理论建模提供物理机制与规律认识。

摘要:同分异构现象在含能化合物中普遍存在，同分异构体在能量和安全性能上可存在差异，研究其机制有助于深化含能化合物结构-性能关系。本研究基于电荷自洽的密度泛函紧束缚方法探究了2，6-二氨基-3，5-二硝基-1-氧化吡嗪（LLM-105）、3，5-二氨基-4，6-二硝基-1-氧化哒嗪和1，4-二硝基呋咱并［3，4-b］哌嗪（DNFP）3种同分异构体含能化合物在程序升温和恒温加热条件下的热分解机理。结果表明，LLM-105晶体中存在较强的氢键网络，在分解初期能够发生占比达68.75%的分子间氢转移反应，对其高热稳定性起到了重要作用；3，5-二氨基-4，6-二硝基-1-氧化哒嗪的骨架结构在加热下容易通过N─N键断裂发生开环，其热稳定性比LLM-105更低；DNFP发生硝基断裂的键解离能为172.3 kJ·mol^-1，显著低于其它两种同分异构体，同时其并环骨架也容易通过C─C键和N─O键断裂发生开环，其热稳定性最低。可见，分子最弱键的解离能、环骨架结构的稳定性、晶体的氢键网络都是决定含能化合物热稳定性的重要结构因素。