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HMX基高聚物粘结炸药界面增强的粒径效应
1
作者 刘佳辉 曾诚成 +3 位作者 郑胜军 庞海燕 杨志剑 聂福德 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1091-1098,共8页
为研究炸药晶体粒径对高聚物粘结炸药(PBX)力学性能及界面增强效果的影响规律,以4种不同粒径HMX(160μm,60μm,25μm和150 nm)为主体炸药,氟树脂为粘结剂,中性聚合物键合剂为界面增强剂,制备了8种HMX基PBX。采用压缩应力应变试验、巴西... 为研究炸药晶体粒径对高聚物粘结炸药(PBX)力学性能及界面增强效果的影响规律,以4种不同粒径HMX(160μm,60μm,25μm和150 nm)为主体炸药,氟树脂为粘结剂,中性聚合物键合剂为界面增强剂,制备了8种HMX基PBX。采用压缩应力应变试验、巴西试验分别获得8种PBX在常温(20℃)和高温下(60℃)的压缩和拉伸力学性能,采用动态热机械分析仪的三点弯曲模式获得储能模量和力学损耗因子,采用扫描电镜对PBX断面进行表征。结果表明,PBX的压缩强度和拉伸强度随HMX粒径的减小而增大,纳米HMX在力学增强方面具有很好的效果。20℃以纳米HMX为基的PBX-nano压缩强度和拉伸强度可分别达到61.3 MPa和5.7 MPa,较以160μm HMX为基的PBX-L可分别提高73.1%和63.5%。添加中性聚合物键合剂后,不同粒径的HMX基PBX压缩力学强度和拉伸力学强度均得到提高,纳米HMX的增强效应尤其显著,PBX-nano-M在20℃和60℃下的拉伸强度分别可达10.4 MPa和5.8 MPa,较PBX-nano可分别提高82.6%和101.4%。当HMX平均粒径从百微米减小至百纳米,炸药件发生界面脱粘/损伤乃至断裂所需的断裂功越大,拉伸力学强度提升幅度越大。 展开更多
关键词 高聚物粘结炸药(pbx) 界面 粒径 力学性能
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PBX中炸药晶体与黏结剂界面力学特性的研究进展 被引量：6
2
作者 唐明峰 颜熹琳 +2 位作者 唐维 李明 温茂萍 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1-7,共7页
从PBX界面的特征、界面对PBX力学性能的影响及PBX中界面的力学表征等方面对PBX炸药晶体与黏结剂界面力学特性进行了归纳和评述。介绍了影响PBX界面的因素、界面与PBX宏/细观力学性能的关系、PBX界面的几个不同表征方法等方面的研究进展... 从PBX界面的特征、界面对PBX力学性能的影响及PBX中界面的力学表征等方面对PBX炸药晶体与黏结剂界面力学特性进行了归纳和评述。介绍了影响PBX界面的因素、界面与PBX宏/细观力学性能的关系、PBX界面的几个不同表征方法等方面的研究进展。指出应开展PBX真实界面及模拟界面的直接加载、观测方法研究,并进一步加强数值模拟的作用。附参考文献43篇。 展开更多
关键词 固体力学 pbx 炸药晶体 界面力学特性 黏结剂
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黏结剂对喷雾干燥FOX⁃7基PBXs的性能影响 被引量：1
3
作者 杨玥 李小东 +2 位作者 董子文 孔松 王晶禹 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期457-466,共10页
为研究喷雾干燥制备高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBXs)的包覆机理和黏结剂种类及含量对PBXs性能的影响,分别以聚酯型热塑性聚氨酯(Estane 5703)、氟树脂(F_(2314))、氟橡胶(F_(2602))和丙烯酸酯橡胶(ACM)为黏结剂,采用喷... 为研究喷雾干燥制备高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosives,PBXs)的包覆机理和黏结剂种类及含量对PBXs性能的影响,分别以聚酯型热塑性聚氨酯(Estane 5703)、氟树脂(F_(2314))、氟橡胶(F_(2602))和丙烯酸酯橡胶(ACM)为黏结剂,采用喷雾干燥技术制备细化FOX-7和含有不同黏结剂种类和含量的1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)基PBXs。分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、撞击感度测试仪测试样品的表面形貌、晶型、热分解特性和撞击感度,研究黏结剂种类和含量对FOX-7基PBXs性能影响。结果表明,喷雾干燥包覆样品晶型均为α-FOX-7;Estane 5703包覆样品拥有最佳的球形度、表面光滑度和机械安全性,但表观活化能降低10.61%,F_(2602)包覆样品的热稳定性好,二者作为黏结剂均可有效降低FOX-7的撞击感度;黏结剂含量为3%~5%时,FOX-7基PBXs造型粉颗粒表面光滑,包覆黏结效果好;黏结剂含量为5%时,FOX-7基PBXs安全性能最佳。由FOX-7在熔融态下PBXs的微观形貌,分析喷雾干燥制备PBXs中黏结剂的包覆结构和降感机理,对比细化FOX-7和PBXs的撞击感度和表面元素原子比及化学态变化对其进行验证。 展开更多
关键词 1 1-二氨基-2 2-二硝基乙烯(FOX-7) 高聚物黏结炸药(pbxs) 复配黏结剂 喷雾干燥
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某含能黏结剂PBX炸药烤燃特性的数值模拟与实验研究
4
作者 邓海 李刚 +3 位作者 任新联 梁争峰 李吉祯 张亚俊 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期7-12,共6页
采用零级反应动力学模型,对某含能黏结剂PBX装药分别进行了3.3 k/h、6 k/h、9 k/h、30 k/h四种升温速率烤燃的数值模拟,并设计了模型实验对带壳装药进行慢速烤燃实验研究,通过实验结果与计算结果对比分析,得到了含能黏结剂PBX炸药慢烤... 采用零级反应动力学模型,对某含能黏结剂PBX装药分别进行了3.3 k/h、6 k/h、9 k/h、30 k/h四种升温速率烤燃的数值模拟,并设计了模型实验对带壳装药进行慢速烤燃实验研究,通过实验结果与计算结果对比分析,得到了含能黏结剂PBX炸药慢烤时的温度场演化、点火时间、点火温度和点火区域等关键参数。结果表明,含能黏结剂PBX炸药装药慢烤时,加速反应先是一个热传导过程,内部温度梯度较大,装药中心温度低,边缘温度高;当温度升高至396 k后,炸药热分解速率增大,装药内部出现热积累。升温速率为3.3 k/h时,点火位置为中心点;升温速率为6 k/h、9 k/h时,点火位置变为轴线上逐渐远离中心向两端移动的两点;升温速率为30 k/h时,点火位置变为远离轴线向4个端角移动的四点。 展开更多
关键词 含能黏结剂 pbx炸药 慢速烤燃 升温速率 响应特性
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高聚物黏结炸药的力学性能研究进展 被引量：30
5
作者 李尚昆 黄西成 王鹏飞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1-11,共11页
从材料的力学行为特性、实验方法、本构模型和强度理论4个方面对高聚物黏结炸药(PBX)的力学性能特征进行了归纳和评述。指出应变率和温度对材料应力状况的影响及动态力学性能分析是目前PBX研究的热点和难点。认为可以借鉴研究混凝土和... 从材料的力学行为特性、实验方法、本构模型和强度理论4个方面对高聚物黏结炸药(PBX)的力学性能特征进行了归纳和评述。指出应变率和温度对材料应力状况的影响及动态力学性能分析是目前PBX研究的热点和难点。认为可以借鉴研究混凝土和高聚物的一些方法来建立PBX的本构模型和失效准则。指出选择和改进现有测试技术时,须考虑PBX的含能敏感性、大变形等特性。对PBX力学性能的理论研究、实验技术及数值模拟等方面需要开展的工作提出了一些看法。认为复杂环境下的力学响应和细观建模模拟应是今后研究的重点方向。附参考文献93篇。 展开更多
关键词 固体力学 高聚物黏结炸药 pbx 力学性能 本构模型 强度理论
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RDX基PBX在高温条件下热损伤表征试验研究
6
作者 吴艳青 潘帅 江鹏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期891-897,共7页
炸药热损伤特征及演化行为对装药安全性具有重要影响。为探究高聚物黏结剂炸药(Polymer Binder Explosive,PBX)在不同温度载荷下的内部损伤和演化行为,对无约束状态下炸药进行烤燃试验,使用分析天平监测炸药的质量变化,并采用显微镜和... 炸药热损伤特征及演化行为对装药安全性具有重要影响。为探究高聚物黏结剂炸药(Polymer Binder Explosive,PBX)在不同温度载荷下的内部损伤和演化行为,对无约束状态下炸药进行烤燃试验,使用分析天平监测炸药的质量变化,并采用显微镜和扫描电子显微镜等技术对炸药样品的表面和内部损伤进行表征。结果表明:温度越高,炸药的质量损失越大且损失速率越快;加热过程中黏结剂先发生熔化,随着加热时间变长和温度升高,黏结剂熔化程度增大,流动性增强,气体从炸药表面孔洞内逸出,孔洞增多且尺寸变大;温度越高炸药内部出现的孔隙越多,孔隙尺寸越大,孔隙主要是由于气体从试样内部逸出形成;炸药内部比表面积变化趋势为上升—下降—上升,其变化趋势受到化学反应速率和黏结剂的流动及损失影响。黏结剂材料的热稳定性是影响炸药热损伤演化行为的重要因素。 展开更多
关键词 安全工程 高聚物黏结剂炸药(pbx) 烤燃 热损伤 细观表征
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PBX炸药断裂行为仿真计算方法研究 被引量：1
7
作者 袁洪魏 唐维 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期484-494,I0001,共12页
针对PBX材料的拉压不对称性,基于断裂相场变分理论,结合广义Maxwell黏弹性本构模型,采用应变张量谱分解的方法对弹性能进行分解,建立了黏弹性断裂相场模型。采用建立的模型开展了典型PBX材料的单轴拉压、围压压缩、带孔板压缩及细观结... 针对PBX材料的拉压不对称性,基于断裂相场变分理论,结合广义Maxwell黏弹性本构模型,采用应变张量谱分解的方法对弹性能进行分解,建立了黏弹性断裂相场模型。采用建立的模型开展了典型PBX材料的单轴拉压、围压压缩、带孔板压缩及细观结构压缩等仿真分析,得到的单轴拉压应力—应变曲线、围压压缩应力—应变曲线、带孔板压缩裂纹形貌、细观结构压缩裂纹形貌均与试验结果较为一致,且单轴拉压强度描述误差小于2.2%,压缩强度随围压变化的斜率误差小于3%,带孔板在相同裂纹长度时的载荷误差小于12%。结果表明,提出的黏弹性断裂相场模型能准确考虑PBX材料的拉压不对称性,并且可以自然地描述不同围压下的力学行为,同时可以无需特殊处理便进行PBX多裂纹萌生、扩展、分叉和融合行为的仿真分析。相场法在描述PBX材料的力学行为以及PBX结构的断裂行为上具有显著的优势和潜力。 展开更多
关键词 材料力学 高聚物黏结炸药 pbx 黏弹性 拉压不对称性 多裂纹分叉融合 断裂相场法
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氟聚物黏结剂对TATB基PBX造型粉可压性的影响 被引量：6
8
作者 刘鹏华 李云欣 +4 位作者 张浩斌 王保民 袁洪魏 黄忠 孙杰 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期396-403,共8页
为了探究氟聚物黏结剂对高聚物黏结炸药(PBX)造型粉可压性的影响,对3种不同黏结剂(F2311、F2313、F2314)的TATB基PBX造型粉进行压制成型试验,获得了PBX造型粉的压缩位移曲线;采用排水法和小角X射线散射技术(SAXS),得到了PBX成型样品的... 为了探究氟聚物黏结剂对高聚物黏结炸药(PBX)造型粉可压性的影响,对3种不同黏结剂(F2311、F2313、F2314)的TATB基PBX造型粉进行压制成型试验,获得了PBX造型粉的压缩位移曲线;采用排水法和小角X射线散射技术(SAXS),得到了PBX成型样品的密度和孔隙率随温度的变化规律。结果表明,3种造型粉在载荷最大时的压缩位移与松装密度有关,松装密度越大,造型粉的压缩位移越小;PBX成型样品的密度和孔隙率均会在某个压制温度发生突变,TATB/F2311、TATB/F2313和TATB/F2314密度突变的温度分别为60、80和100℃;3种PBX成型样品的孔隙在3~5nm和30~50nm两个区域呈双峰分布,当压制温度高于突变温度时,40~50nm的孔隙明显降低。此外,建立了修正比能量可压性评价方法,对3种造型粉进行了可压性评价,获得的可压性系数与相对密度相关系数较好(0.9以上),验证了该方法的合理性和有效性。相同压制条件下,以F2311为黏结剂的TATB基PBX造型粉的可压性系数最大,可压性最好。 展开更多
关键词 物理化学 高聚物黏结炸药 pbx 氟聚物黏结剂 TATB 造型粉可压性
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高聚物黏结炸药CT图像像素级裂纹识别方法研究 被引量：5
9
作者 张韬 宗和厚 +3 位作者 陈华 戴斌 刘本德 骆吉洲 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期442-448,共7页
为了有效地提高裂纹识别精准度和改进裂纹表征方法,针对奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)CT检测图像存在的暗视野、低对比度、高噪声等问题开展研究。利用裂纹的稀密性和局部方向性,结合非局部均值、拉普拉斯锐化和Gamma校正等方法... 为了有效地提高裂纹识别精准度和改进裂纹表征方法,针对奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)CT检测图像存在的暗视野、低对比度、高噪声等问题开展研究。利用裂纹的稀密性和局部方向性,结合非局部均值、拉普拉斯锐化和Gamma校正等方法对CT图像进行预处理,然后运用统计学方法直接提取裂纹特征点集,借助马氏距离对裂纹特征点的局部方向性和裂纹位置、走向及粗细进行判定并推演裂纹的扩展方向,最终通过像素灰度值拷贝实现HMX基PBX的CT图像中完整裂纹的精细识别。在三种PBX热力耦合加载损伤的CT图像上对文中提出的MDCE算法(Mahalanobis distance based crack extraction algorithm)与Canny算法和相位一致性方法开展对比实验研究。结果表明,提出的MDCE算法能清晰准确地提取出多种形态的裂纹,证实了该方法的有效性和高效性,显著提高了裂纹的识别和表征能力。 展开更多
关键词 高聚物黏结炸药(pbx) CT图像 裂纹识别 马氏距离 CANNY算法
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炸药晶粒包覆结构对PBX动态损伤影响的近场动力学模拟
10
作者 黄亚飞 邓小良 柏劲松 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期160-169,共10页
为了研究包覆结构对高聚物粘结炸药(PBX)动态损伤的影响,基于非局域近场动力学理论(Peridynamics,PD),结合Voronoi方法构建了含单层或双层包覆结构的高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosive,PBX)的PD计算模型,模拟了不同加载条件下PB... 为了研究包覆结构对高聚物粘结炸药(PBX)动态损伤的影响,基于非局域近场动力学理论(Peridynamics,PD),结合Voronoi方法构建了含单层或双层包覆结构的高聚物粘结炸药(Polymer bonded explosive,PBX)的PD计算模型,模拟了不同加载条件下PBX的损伤响应。模拟结果显示,采用粘接剂1包覆时,相比于单层包覆而言,当加载速度分别为20,40 m·s^(-1)和60 m·s^(-1)时,双层包覆结构使HMX晶粒的损伤分别降低了42.8%,87.2%和46.8%,明显降低了PBX中HMX晶粒的损伤。HMX晶粒采用单层包覆结构时,损伤模式主要表现为穿晶损伤,采用双层包覆结构时,损伤模式转变为沿晶损伤。研究还得到了双层包覆结构下不同包覆材料对HMX损伤影响的定量结果,并据此得到了不同包覆结构的性能排序。同时发现包覆结构能够影响HMX晶粒内应力状态,从而影响HMX损伤程度。 展开更多
关键词 近场动力学理论 动态损伤 高聚物粘结炸药(pbx) 包覆结构
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基于CT图像的高聚物黏结炸药颗粒边界勾勒算法 被引量：1
11
作者 吴未 陈华 +4 位作者 戴斌 张伟斌 骆吉洲 姜守旭 宗和厚 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期7-12,I0001,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 高聚物粘结炸药(pbx) 图像分割 二值化 分水岭算法 弹性胶囊算法
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端面摩擦对高聚物粘接炸药(PBX)静态压缩强度的影响规律（英文） 被引量：1
12
作者 孙文旭 罗智恒 +3 位作者 李明 刘彤 黄亨建 章定国 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期404-409,I0005,共7页
为研究不同端面摩擦条件下的高聚物粘接炸药(PBX炸药的准静态压缩响应行为,选取一种典型的浇注PBX炸药作为研究对象,在二硫化钼润滑、干摩擦、油脂润滑三种端面摩擦条件下进行了静态压缩试验。利用电子万能材料试验机测定了载荷?位移曲... 为研究不同端面摩擦条件下的高聚物粘接炸药(PBX炸药的准静态压缩响应行为,选取一种典型的浇注PBX炸药作为研究对象,在二硫化钼润滑、干摩擦、油脂润滑三种端面摩擦条件下进行了静态压缩试验。利用电子万能材料试验机测定了载荷?位移曲线。基于各向同性弹性理论,运用能量守恒方法初步探讨了端面摩擦机理。结果表明,静态破坏应变与摩擦系数有很大关系;同一种摩擦条件下,具有粘弹特性、材料泊松比大、轴向应变大,小长径比的材料在静态压缩试验中有明显的端面摩擦效应。 展开更多
关键词 高聚物粘接炸药(pbx) 端面摩擦效应 静态压缩 能量守恒方法
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基于CT图像建模的TATB基PBX超声检测仿真方法
13
作者 李智锋 林莉 +3 位作者 张伟斌 赵文瑕 马志远 李海宁 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期693-701,共9页
为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化... 为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化等处理,获得了包含造型粉颗粒及边界形态的二维几何结构模型,并将该模型用于超声传播过程的有限元仿真,定量对比了基于CT图像的超声仿真模型与Voronoi模型仿真效果的差异。研究表明,基于CT图像模型可以实现TATB颗粒及边界形态随机复杂结构特征的有效刻画,使得超声仿真结果与实验更趋一致,声速、衰减、频域幅值和表观积分背散射系数的误差分别为0.32%、1.14%、0.92%和1.55%,均在2%以内,相较于Voronoi模型的误差(2.77%、35.93%、20.70%、13.68%)大幅降低,仿真准确性得到显著提升。 展开更多
关键词 高聚物黏结炸药(pbx) CT图像 超声检测 仿真模型
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基于深度学习的PBX裂纹像素级识别方法
14
作者 吕亮亮 张伟斌 +4 位作者 李公平 潘小东 张才鑫 杨亚飞 张催 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期545-553,共9页
高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)内部裂纹对其性能及可靠性具有明显影响,裂纹的精确识别是PBX内部质量检测的关键。针对PBX内部裂纹识别,基于U-Net和SegNet两种像素级图像识别网络,建立了5种深度学习网络,对比研究了网络... 高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive,PBX)内部裂纹对其性能及可靠性具有明显影响,裂纹的精确识别是PBX内部质量检测的关键。针对PBX内部裂纹识别,基于U-Net和SegNet两种像素级图像识别网络,建立了5种深度学习网络,对比研究了网络连接方式和预训练模型对裂纹识别的影响。基于CT获取的PBX裂纹图建立了数据集,对5种网络进行了训练,采用准确率(A)、F1值(F1)和平均交并比(MIoU)指标对网络进行了评估,在此基础上选择细节识别性能最优的网络用于PBX裂纹的识别和量化分析。结果表明,针对裂纹像素级识别,U-Net型网络优于Seg-Net型网络,网络中Concatenate操作比Pooling Indices操作保留更多图像细节信息,采用预训练模型MobileNet和ResNet可以提高网络训练速度,但导致其裂纹像素级识别性能降低。利用建立的识别方法开展PBX裂纹识别研究,实现了对PBX裂纹的像素级识别,裂纹检出率0.9570,单像素识别准确率为0.9936,MIoU为0.9873,相对裂纹面积为0.7585。 展开更多
关键词 高聚物粘结炸药(pbx) CT图像 深度学习 像素级裂纹识别
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浇注PBX替代材料的准静态压缩力学行为及本构模型标定
15
作者 李思涵 王克俭 +2 位作者 牛余雷 黄翰哲 马梓煜 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期397-407,共11页
为研究高聚物粘结炸药(PBX)的准静态压缩行为,对两种典型配方(含铝粉与否)的浇注PBX替代材料在不同应变率下进行单轴准静态压缩试验,并对其力学性能进行了对比分析。同时基于朱‑王‑唐(ZWT)模型提出一种新模型来描述材料的准静态压缩行为... 为研究高聚物粘结炸药(PBX)的准静态压缩行为,对两种典型配方(含铝粉与否)的浇注PBX替代材料在不同应变率下进行单轴准静态压缩试验,并对其力学性能进行了对比分析。同时基于朱‑王‑唐(ZWT)模型提出一种新模型来描述材料的准静态压缩行为,通过遗传算法获取本构模型参数,并使用Fortran语言在Abaqus有限元软件的用户材料子程序(UMAT)接口中进行本构模型的建立。结果表明:浇注PBX替代材料的准静态压缩过程可分为弹性压缩、应力衰减以及失稳破坏3个阶段;准静态压缩力学行为与应变率有明显的相关性,随着应变率的提高,材料的有效压缩应变基本不变,而压缩模量、屈服强度和压缩强度的对数与应变率对数近似呈现出线性关系;铝粉的加入使浇注PBX替代材料压缩模量、屈服强度和压缩强度均有所提升。新构建的本构模型能较好描述浇注PBX替代材料的准静态压缩行为,使用有限元软件对本构模型普适性进行验证,得到仿真计算结果与试验结果间可决系数R^(2)均大于0.98,吻合程度较高。 展开更多
关键词 浇注高聚物粘结炸药(pbx)替代材料 准静态压缩 本构模型 UMAT
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基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型
16
作者 李云欣 朱晓燕 +2 位作者 袁洪魏 文乾乾 唐维 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期632-639,I0003,共9页
针对PBX的细观力学模型存在模型结构与真实PBX细观形貌不符、破坏行为描述不全面(仅考虑界面脱粘)、研究对象单一(大多针对PBX-9501)等问题,建立了基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型。首先,基于光学显微镜下的细观结构图... 针对PBX的细观力学模型存在模型结构与真实PBX细观形貌不符、破坏行为描述不全面(仅考虑界面脱粘)、研究对象单一(大多针对PBX-9501)等问题,建立了基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型。首先,基于光学显微镜下的细观结构图,采用Voronoi方法构建了更贴近实际形貌的PBX炸药细观模型;然后,采用内聚力有限元方法在炸药晶体内部、黏结剂内部及炸药颗粒/黏结剂界面处都引入了Cohesive单元,以在二维尺度上实现任意路径破坏行为的模拟;最后,针对某HMX基-F2311黏结剂炸药和某HMX基-F2313黏结剂炸药标定了模型参数,模拟了这两种炸药的准静态拉伸行为。结果表明,两种炸药数值模拟的拉伸变形曲线、破坏应力、破坏应变都与试验数据吻合良好,表明该模型不仅适用于不同PBX炸药材料(线弹性PBX、非线性PBX)的变形行为描述,还可以分析PBX炸药在拉伸破坏过程中的细观机理,刻画不同PBX炸药的裂纹萌生、扩展和贯穿的过程。 展开更多
关键词 物理化学 高聚物黏结炸药 pbx 细观力学 拉伸强度 Voronoi建模 代表体积单元(RVE) Cohesive单元
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PBX内部裂纹水浸超声全聚焦成像方法研究
17
作者 甘仁杰 禹利达 +3 位作者 李海宁 张伟斌 李卫彬 杨占锋 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期353-359,共7页
高聚物粘结炸药(PBX)的内部裂纹检测对其使用安全性和结构完整性评价具有重要意义和工程应用价值。为了提高PBX内部裂纹缺陷的成像检测精度和图像质量,研究了曲面修正水浸超声全聚焦成像方法,并在此基础上进一步结合了延迟乘和波束形成(... 高聚物粘结炸药(PBX)的内部裂纹检测对其使用安全性和结构完整性评价具有重要意义和工程应用价值。为了提高PBX内部裂纹缺陷的成像检测精度和图像质量,研究了曲面修正水浸超声全聚焦成像方法,并在此基础上进一步结合了延迟乘和波束形成(DMAS)技术,通过水浸法对Φ100.0 mm的半圆柱PBX的底部裂纹缺陷进行了超声成像检测研究,实现了对曲面构形PBX底部裂纹缺陷的高精度成像表征。实验结果表明,传统全聚焦成像算法的裂纹缺陷高度测量误差为12.0%,图像信噪比为1.37 dB;曲面修正后的裂纹缺陷高度测量误差为3.6%,图像信噪比为2.13 dB;而曲面修正结合DMAS算法成像的裂纹缺陷高度测量误差仅为0.4%,图像信噪比为5.32 dB。 展开更多
关键词 高聚物粘结炸药(pbx) 曲面修正成像算法 延迟乘和波束形成(DMAS)技术 裂纹
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黏结剂对CL-20/FOX-7基PBX性能的影响 被引量：6
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作者 李小东 孙红燕 +3 位作者 宋昌贵 张锡铭 杨武 王晶禹 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期51-56,共6页
为了研究黏结剂对CL-20/FOX-7基PBX性能的影响,分别以Estane、EPDM、ACM、EVA为黏结剂,采用水悬浮法制备了含有不同黏结剂成分的CL-20/FOX-7基高聚物黏结炸药(PBX);采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、... 为了研究黏结剂对CL-20/FOX-7基PBX性能的影响,分别以Estane、EPDM、ACM、EVA为黏结剂,采用水悬浮法制备了含有不同黏结剂成分的CL-20/FOX-7基高聚物黏结炸药(PBX);采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对样品结构、形貌和热分解特性进行了表征;使用撞击感度测试仪、摩擦感度测试仪和小型烤燃实验装置测试了不同样品的机械感度和烤燃特性。结果表明,以EVA为黏结剂制备的CL-20/FOX-7基PBX造型粉颗粒密实,表面光滑且没有脱粘外漏现象,包覆粘结效果最好;以EVA为黏结剂制备的PBX活化能较细化CL-20提高了87.75 kJ/mol,较FOX-7原料提高了42.52 kJ/mol,说明使用EVA的PBX热稳定性较原料有一定提升;同时该PBX样品特性落高(H 50)较细化CL-20提高25.6 cm,摩擦感度爆炸概率降低52%,较使用Estane、EPDM和ACM的PBX样品机械感度更低;使用EVA的PBX药柱在升温速率为6K/min的慢速烤燃条件下,烤燃反应等级为燃烧,说明该配方能够达到烤燃安全试验要求,安全性能较好。 展开更多
关键词 物理化学 CL-20 FOX-7 高聚物黏结炸药 pbx 黏结剂 烤燃试验
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利用X射线微层析成像研究炸药造型颗粒随机堆积结构
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作者 岳弘历 张催 张伟斌 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期805-812,I0002,共9页
通过X射线微层析成像(X-μCT)研究了5种炸药造型颗粒样品的随机堆积结构,获得了造型颗粒堆积体系的颗粒空间排列、颗粒堆积特性以及颗粒接触特征等堆积结构参量。结果表明,造型颗粒随机堆积体系存在不同程度的尺寸分离现象,粒径较大的... 通过X射线微层析成像(X-μCT)研究了5种炸药造型颗粒样品的随机堆积结构,获得了造型颗粒堆积体系的颗粒空间排列、颗粒堆积特性以及颗粒接触特征等堆积结构参量。结果表明,造型颗粒随机堆积体系存在不同程度的尺寸分离现象,粒径较大的颗粒倾向于分布在容器下方,颗粒装填过程会影响水平方向的颗粒分布取向;各样品平均堆积效率随颗粒间径向距离的增大连续变化,表明造型颗粒随机堆积结构长程无序;样品平均接触数为5~6,接近球形颗粒随机疏松堆积,而受颗粒粒径和形状的影响,造型颗粒随机堆积体系的体积分数能够超过球形颗粒随机紧密堆积的极限(0.64)。造型颗粒堆积体系构成局部接触的颗粒在数量、尺寸和形貌等方面分布不均匀,但各种接触结构中60°左右的接触角出现频次最高,形成了60°左右出现单一特征峰的接触角分布。 展开更多
关键词 物理化学 炸药造型颗粒 压装炸药 X射线微层析成像 随机堆积结构 高聚物黏结炸药 pbx
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高聚物黏结剂对HMX相变行为的影响
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作者 石婧 李岚 +4 位作者 刘佳辉 白亮飞 李新喜 段晓惠 田强 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期550-556,共7页
为了探究高聚物黏结剂对奥克托今(HMX)相变行为的影响,使用压装成型工艺制备了含聚酯型聚氨酯(HMX⁃Estane)、氟橡胶(HMX⁃F_(2314))、硝化纤维素(HMX⁃F_(2314)⁃NC)的HMX基高聚物黏结炸药以及纯HMX药柱,利用原位变温X射线广角散射(WAXS)... 为了探究高聚物黏结剂对奥克托今(HMX)相变行为的影响,使用压装成型工艺制备了含聚酯型聚氨酯(HMX⁃Estane)、氟橡胶(HMX⁃F_(2314))、硝化纤维素(HMX⁃F_(2314)⁃NC)的HMX基高聚物黏结炸药以及纯HMX药柱,利用原位变温X射线广角散射(WAXS)技术和差示扫描量热法,研究了热刺激下样品中HMX的相变行为和机制。WAXS结果表明,HMX⁃Estane(95∶5)、HMX药柱、HMX⁃F_(2314)(95∶5)、HMX⁃F_(2314)⁃NC(95∶3∶2)的相变起始温度(T_(i))分别为186℃、188℃、192℃、198℃。相比于HMX药柱,黏结剂中加入少量的NC(2%),T_(i)可提升10℃。真空条件下,4种样品从高温δ相降温至100℃保温,只有HMX⁃Estane发生了δ→β逆相变且在3.5 h内δ相全部转变为β相,而其他样品均未发生相变,仍为δ相。β⁃HMX在HMX⁃Estane界面位置的溶解(升温过程)和析出(降温过程)可能是促进HMX⁃Estane发生β→δ相变,及其逆相变的主要因素。 展开更多
关键词 黏结剂 奥克托今(HMX) 相变 高聚物黏结炸药 X射线广角散射(WAXS)
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