基于GTN损伤模型的塑性粘结炸药棘轮增长模拟

基于GTN损伤模型对热循环下塑性粘结炸药(PBX)的不可逆变形进行研究时,由于该模型大多应用于韧性金属材料的损伤演化研究,因此需要通过研究各参数对计算结果的影响,开展GTN模型用于描述PBX在热循环中产生不可逆应变的适应性研究。对PBX炸药件进行-30~60℃的热循环处理,以炸药件柱面中间位置的应变为目标量,采用有限元分析软件Workbench中的多目标遗传算法对各参数进行多目标优化,得到基准参数集。逐一变化各参数,对比分析参数变化取值时基于GTN模型对不可逆膨胀规律描述的影响。结果表明:通过调节、优化初始屈服强度、硬化指数及各GTN模型参数值,GTN模型可以用来定量描述PBX在热循环加载下的不可逆膨胀规律。

超大规模PBX炸药分子随机建模方法

PBX炸药脱粘效应引发的烈度反应会导致安全性隐患,需要基于分子尺度模拟揭示脱黏机制及化学反应机理,但是PBX分子随机建模非常复杂,目前尚无成熟的算法实现这种复杂体系的分子模型。为实现超大规模PBX炸药分子随机模型,采用Voronoi图模拟晶粒,六面体网格模拟晶胞,同时采用分子填充、分子链接等技术实现炸药和添加剂的分子结构。最终通过百万原子规模的批量计算模拟出PBX的分子随机模型。上述模型最终可用于PBX炸药配方的设计和制备工艺,武器库存老化及安全性评估。