《衝擊作用下炸藥摩擦回響與點火反應耦合特性研究》是依託北京理工大學，由劉彥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：衝擊作用下炸藥摩擦回響與點火反應耦合特性研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：劉彥
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在彈體高速侵徹硬目標過程中,炸藥裝藥和殼體之間存在強摩擦，摩擦導致裝藥點火已成為侵徹彈早炸的最主要原因之一。本項目以炸藥受到摩擦作用時炸藥的力學回響與點火反應為研究對象，通過對衝擊作用下炸藥摩擦表面的損傷和化學反應進行宏細觀觀測和表征，獲取炸藥摩擦表面的損傷模式以及化學反應特徵，研究摩擦力大小、作用時間等參數與炸藥化學反應程度之間的關係。通過與炸藥受力及點火反應過程均相關的物理量，建立能夠合理描述衝擊作用下炸藥摩擦回響與點火反應相耦合的理論模型。擬採用節點約束-分離方法描述炸藥的摩擦損傷，解決力-熱-點火反應耦合計算難題。用所構建的耦合模型對衝擊作用下炸藥的摩擦過程進行數值模擬，研究炸藥損傷演化、熱點形成和點火反應，以及摩擦-熱-點火反應之間的內在關聯，探索摩擦回響與點火反應之間的耦合機理。本項目將為研究炸藥的摩擦點火提供一種新的研究方法，為高速侵徹彈裝藥設計及安全性評估提供理論指導。
結題摘要
本項目以彈體高速侵徹硬目標過程中,炸藥裝藥和殼體之間存在強摩擦為研究背景，研究炸藥摩擦回響與炸藥點火反應耦合特性。本項目以炸藥受到摩擦作用時炸藥的力學回響與點火反應為研究對象，通過對衝擊作用下炸藥摩擦表面的損傷和化學反應進行宏細觀觀測和表征，獲取炸藥摩擦表面的損傷模式以及化學反應特徵，研究摩擦力大小、作用時間等參數與炸藥化學反應程度之間的關係。通過與炸藥受力及點火反應過程均相關的物理量，建立了能夠合理描述衝擊作用下炸藥摩擦回響與點火反應相耦合的理論模型。採用節點約束-分離方法描述炸藥的摩擦損傷，解決了力-熱-點火反應耦合計算難題。用所構建的耦合模型對衝擊作用下炸藥的摩擦過程進行數值模擬，研究了炸藥損傷演化、“熱點”形成和點火反應，以及摩擦-熱-點火反應之間的內在關聯，探索了摩擦回響與點火反應之間的耦合機理。通過本項目研究設計了基於落錘的摩擦測試系統，開展了炸藥摩擦回響實驗，獲得了摩擦係數、炸藥點火回響規律，申請了國家發明專利。為了更準確地分析炸藥摩擦過程中熱力耦合關係，能夠根據實驗結果實時調整摩擦係數與壓力之間的關係，需要修正LS-DYNA原有的摩擦係數計算模型。通過改進摩擦係數計算模型，並通過二次開發引入到LS-DYNA中，並驗證了新舊模型對於摩擦生熱計算的差異性。通過本項目研究，解決了如下科學問題：（1）摩擦回響和化學反應進行定量表征。（2）建立摩擦與點火反應耦合模型，解決炸藥在摩擦載荷作用下的力-熱-反應相互耦合的問題。本項目為研究炸藥的摩擦點火提供了一種新的研究方法，為高速侵徹彈裝藥設計及安全性評估提供理論指導。
