小尺寸炸药平面波透镜界面曲线的设计

为降低平面波透镜输出波形差,依据压制平面波透镜的典型波形图,采用反算法推算出在透镜的分段区间内的实际爆速,根据费马原理分段设计透镜界面曲线,再对分段界面曲线进行调整处理,从而拟合出界面曲线的设计坐标。之后根据该设计加工透镜并进行爆轰波测试。结果表明:该设计方法使得透镜输出波形差大大降低,Φ100 mm及Φ60 mm透镜输出波形差均小于0.03μs。

炸药试件三爪卡盘机械夹紧力试验研究

利用石英压电式三相传感测力仪，建立了用于测量炸药部件的静态三爪装夹力测量系统，并利用此系统对常见的炸药材料及炸药试件进行了三爪装夹力的测量研究。通过试验，得出了常见的炸药试件的静态破坏装夹力，为炸药的实际加工提供了可信的参考数据。

RDX为基的PBX炸药压制过程损伤形成研究

黑索今(RDX)属于非补强性填料,与黏结剂的结合效果差,当其受到载荷作用时,黏结剂与RDX间的界面结合容易被破坏,黏附失效而导致黏结剂从固体颗粒表面脱离,容易出现产品缺陷,影响产品性能。为深入了解RDX为基的高聚物粘结炸药(PBX)压制过程的损伤形成规律,对以RDX为基的两种炸药配方进行压制实验,研究了压制条件及黏结剂选择等因素对炸药成型性能的影响规律。结果表明:控制降温速率、采取分段保压的方法可有效抑制炸药件内部损伤的形成;选择适当的黏结剂对提高RDX为基的PBX炸药压制件的成型性能具有重要作用,丙烯腈丙烯酸酯黏结剂与RDX之间的黏附性能要比F2311好,该炸药配方压制出的炸药柱各方面性能良好,而以F2311为黏结剂的炸药配方压制出的炸药柱不能满足使用要求,存在较大的质量缺陷。

高聚物粘结炸药模拟材料的超声振动切削试验研究

高聚物粘结炸药广泛运用于武器战斗部领域,由于其低拉伸强度使得传统切削方式加工炸药件时易出现脆性断裂等问题。超声振动切削目前已广泛运用于不包括炸药在内的玻璃、陶瓷及各类合金等难切削材料的加工中。研究中以高聚物粘结炸药模拟材料为试验对象,开展超声振动切削和传统切削的对比试验研究,结果表明超声振动切削可有效降低切削力,各向切削力的下降程度依次为主切削力>切深抗力>进给抗力,具体下降幅度范围为61.75%～67.98%、55.57%～65.56%和31.63%～42.29%;已加工表面的光学显微观测显示超声振动切削获得的表面无明显的切削纹理,同时较传统切削表面灰暗,表明该切削方式在一定程度上有利于缓解切削过程中刀具尖端与炸药材料之间的挤压行为,进而有望获得表面残余应力更小的加工表面,降低挤压生成热和出现切削意外时的风险。由于主切削力和切深抗力的大幅度下降,超声振动切削还可以增强细长杆、薄壁类炸药件的产品制造能力。

PBX车削表面的细观形貌与粗糙度研究

利用三维视频光学显微镜和扫描电子显微镜对某奥克托今基PBX试样干车削和加切削液车削产生的表面进行观测,发现存在明显的刀尖划过和未划过的螺旋状车削纹,并在相同车削参数下加切削液车削的较干车削的明显。刀尖划过区域比较平整,切屑脱落后残留的微裂纹和破碎的炸药颗粒在未划过区域清晰可见,区域整体显得极不平整。采用轮廓仪对这种不平整的检测表明车削表面的粗糙度随车削深度、进给量和机床主轴转数的增大而均呈现增大趋势。推导的表面粗糙度经验公式可预测不同工艺参数下的实际表面粗糙度。

高聚物粘结炸药切削表面的细观形貌与形成机理

炸药件表面形貌是影响其表面性能的重要因素。采用切削加工和显微成像方法,对奥克托今为基的某高聚物粘结炸药的切削表面形貌进行了细观观察和理论分析。结果表明:刀尖划过区域的材料破坏方式主要表现为粘结剂破坏和界面脱粘,并且受到粘结剂流动填充的影响,因而该区域形貌比较平整;刀尖未划过区域的材料断裂方式主要以孪晶分离和穿晶断裂为主,其形貌较为参差不平。

压制参数对TATB基PBX膨胀特性的影响

对采用不同工艺参数(压力、药温)压制成型的TATB基PBX药柱进行了热循环试验。研究了压制参数对TATB基PBX药柱膨胀特性的影响,并对其影响机理进行了分析。结果表明,在药温恒定(110℃)条件下,增加压制压力,药柱轴向高度的不可逆膨胀增大,而药柱体积的不可逆膨胀却减小;压力恒定(170M Pa)时,降低药温,药柱轴向高度和整体体积的不可逆膨胀都有所减小。分析认为这是由于不同压制参数导致成型过程晶体取向度不同和晶体破碎程度不同所引起的。

PBX部件机械加工过程中的夹持变形预测

高聚物粘结炸药(PBX)部件机械加工过程中的夹持变形直接影响着炸药部件的加工质量。利用既定的基于修正时间硬化理论的蠕变模型,模拟不同结构PBX部件在不同夹持力下的夹持变形。球壳在真空吸附下型面上各点的变形量随纬度增加而增加,方向与径向呈一定夹角;三爪卡盘夹持PBX部件时,最大变形和最大应力都出现在与卡盘爪子接触的区域,且内型面变形量较外型面略小。与千分尺测PBX空心半球真空吸附下顶点变形的试验数据比较,模型在前20min内具有较高的准确性和可靠性,之后仿真结果大于试验数据,60min内最大误差不超过10%。

超声振动切削对炸药模拟材料切削温度的影响

为了解超声振动切削对切削温度的影响,促进该技术在炸药机械加工领域中的应用,对HMX基高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料进行了传统切削和超声振动切削的对比试验,测试了已加工表面和刀尖区域的切削温度分布,分析了超声振动切削对切削累积热的作用机制。结果显示:两种切削方式的切削温度均随切削速度、切削深度和进给量的增大而增加,且超声振动切削的增加量更大,给定切削参数下的最高切削温度为78.1℃,较传统切削高31.3℃。分析表明:超声振动切削的生成热低于传统切削,散失热高于传统切削,激振热量的累积是造成切削温度高于传统切削的关键原因;当激振热量大于、等于或小于散失热与生成热变化量之和时,切削温度较传统切削升高、不变或降低。

超声振动对炸药模拟材料车削表面质量的影响

以MJ-9159炸药模拟材料超声振动车削及数字共聚焦表面微观形貌测量为试验基础,针对炸药材料较差的加工性及对力和温度冲击的敏感性,研究了超声振动车削的切削机理,对比分析了普通车削和超声振动车削以及2,3.4,5μm振幅超声振动车削模式对加工表面质量的影响。结果表明,超声振动车削表面质量优于普通车削。基于应力波作用的断屑方式,使用分离式超声振动切削状态即转速60 m·min-1、振幅5μm时车削表面质量最好。

PBX炸药模拟材料正交切削的切削力响应规律

为了分析炸药材料切削加工过程中切削力响应规律及加工特性,采用低速正交切削试验的方法,结合显微摄像、三向测力仪和三维表面轮廓仪表征测试,分析高聚物粘结炸药(PBX)炸药模拟材料瞬时切削力特性,研究PBX炸药模拟材料的切削过程中切削力响应规律及其关键影响因素。结果表明,不同的切削深度PBX炸药模拟材料的动态切削力变化规律不同,切深为0.1 mm时的切削力峰值变化主要由颗粒切屑成型引起,切屑呈蜷曲喷射状,切削力曲线呈微细锯齿状动态特征变化,切深为0.3 mm和0.5 mm时的切削力峰值主要由材料脆性断裂裂纹扩展引起,切削力呈周期性的大锯齿特性变化,fz在过切凹坑处降至零。fx标准偏差在0.4 mm切深处产生显著变化,反映了炸药模拟材料切削状态由连续去除到脆性去除的转变。低速正交切削下,切削宽度对切削力影响大于切削速度对切削力的影响,切削速度对切削力的影响较小。

炸药模拟材料切削表面成型特征的实验研究

为了优化炸药及其模拟材料的切削表面质量，采用低速正交切削实验和显微摄像方法，对奥克托今（H MX ）为基的高聚物黏结炸药模拟材料的切屑剥离、实际切深、切屑形态以及边缘质量等成型特征进行了实验研究，建立了切削表面成型过程的唯象模型。结果表明，炸药模拟材料的切削过程符合脆性材料切削成型的基本特征，但受组分材料、细观结构以及制备工艺等因素的综合影响，小切深、中等切深及大切深3个特征切深的范围不同，分别为0～0．1 mm、0．1～0．5 mm、0．5～1．5 mm；边缘崩块与切深、工件结构的边界条件有关，裂纹形成与扩展的成型特征决定了中等及大切深下容易产生边缘崩块，减小切深可以改善边缘崩块，中等切深下可以通过改变进刀与出刀位置来控制边缘崩块。

炸药切削数值模拟研究

采用LS-DYNA显式非线性动力分析程序,针对HMX基PBX炸药材料的切削加工进行了切削数值模拟及相关模型的研究,完成了不同切削参数下切削力的数值计算,与实验测量结果吻合较好。研究表明,在切削宽度远大于切削层厚度的条件下,采用平面应变切削模型进行炸药切削数值模拟是可行的,等效应力失效准则适合于描述炸药切屑的断裂和分离。切削力的计算结果显示,切削力随切深和进给量的增大而增大,切削速度对切削力的影响不明显,其中,切深对切削力的影响最为显著。

高聚物粘结炸药铣削时的边缘崩块形成机理分析

针对高聚物粘结炸药边缘质量的控制与优化问题,采用显微摄像和扫描电子显微镜,研究奥克托今基某高聚物粘结炸药件铣削时边缘崩块的宏观与细观特征及其形成机理。研究结果表明:大切深下铣削边缘产生向工件内部扩展的断裂裂纹而出现边缘崩块,控制切深不大于0.1 mm时可以获得较好的边缘完整性;崩块区域的损伤炸药颗粒以穿晶断裂和孪晶分裂方式破坏,因而完整的炸药颗粒较少;裂纹扩展至自由表面时拉应力与剪应力起主导作用,产生沿晶裂纹、粘接剂开裂以及坑窝等损伤。

SHS反应熔粘法制备金属基陶瓷涂层管

用自蔓延高温合成在钢管内壁生成Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层，制备了金属／陶瓷复合管。选择合适的添加剂及添加量，可以显著改善陶瓷层的涂覆质量，测试了复合管的抗热冲击性能。

水射流切割炸药的安全性及试验研究

分析了水压、水流量、喷嘴直径、靶距、相对移动速度等工艺参数对炸药加工安全的影响,通过对A炸药、B炸药、C炸药等几种炸药的切割试验进一步论证水射流切割炸药的安全性。

基于CAD模型的CMM曲面检测技术

三坐标测量机（Coordinator measuring machine，CMM）是一种点接触设备，它沿理论点的法矢方向接近加工曲面测得接触点的空间坐标值，实测值和理论值在法矢方向的距离即为该点的加工误差。

PBX切削加工的数值模拟

利用ANSYS／LS-DYNA显式非线性动力分析程序，对以HMX为基的PBX的切削过程进行有限元分析。通过对切削中复杂因素的简化，建立了外圆车削的二维平面应变模型，如图1所示。PBX采用双线性弹塑性材料模型，刀具采用刚性体材料模型，并利用以前测试所得的材料性能参数。采用主应变失效准则，对刀具参数前角15°，后角12°，刃半径0．02mm；切削进给量f=0．2mm／r，切削速度v=5000mm／s，切深口ap=1mm的情况进行了数值模拟。获得了切屑形成过程的仿真图像（见图2）、切削区应力、应变场的分布变化及切削力曲线。

TNT基炸药机械加工用切削液缓蚀性能评价

炸药机械加工切削液的作用对象是炸药和金属机床、刀具，这就要求切削液要同时与这两种性质截然不同的材料相容。炸药机械加工切削液与机床和刀具的相容性主要指切削液的缓蚀性。增强切削液的碱性可以有效地避免金属表面生锈。然而作为金属防锈剂的碱性物质又能与许多炸药发生化学反应，引起炸药变色，影响与炸药的相容性。TNT与金属机械加工用切削液中的碱性物质接触很容易变红，使加工成型的TNT基炸药产品外观变差，并有可能带来炸药贮存过程中的相容性及老化问题。