冲击载荷作用下PBX炸药损伤与点火反应耦合机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11802273
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1201.爆炸力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The damage of the explosives and its influence to ignition performance is the key issue of the explosives safety. However, the micro-structural response in explosives is very complex, the coupling mechanism between the damage response and ignition reaction is still not clear enough. In order to establish the causation in relationship between the damage response and ignition reaction of the polymer bonbed explosive (PBX), the present project is carried out by the following aspects: (1) based on high speed synchrotron x-ray phase contrast imaging, the loading, testing and observation system of two different impact experiments are designed to acquire the relationships between the damage and temperature effect of the PBX sample, the critical condition of ignition. The damage modes and the ignition mechanisms of the PBX are studied in depth. (2) In the microscopic level, a cohesive finite element method (CFEM) is developed to describe the thermal–mechanical–chemical responses of the PBX under impact loading. We can gain the changes of the mechanical and thermal parameters. (3) In the macroscopic level, based on crack friction and pore collapse, a coupled model the damage response and ignition reaction is developed. The mechanical parameters and temperature will be obtained, which can be compared with the microscopic simulation results. The coupling mechanism of the damage and ignition reaction of PBX under impact loading is revealed. The project expects to gain original achievements in the coulped mechanisms of damage and ignition of the PBX, which will provide guidance to engineering applications such as PBX formula, structural design and safety evaluation.
炸药的损伤对其点火特性的影响是炸药安全性研究的核心问题。然而炸药细观结构响应复杂,对其损伤与点火反应耦合机理认识仍不够清楚。为建立PBX炸药冲击损伤与点火特性之间的关系,本项目针对以下问题开展研究:(1)设计两套加载、测试和观测实验系统,分别获取炸药损伤与温升效应的耦合信息、炸药发生点火的临界加载条件;(2)在细观层面,建立包含界面摩擦、应变率及化学反应项的内聚力模型,模拟冲击作用下PBX炸药的细观结构变化及热点形成过程,获取其力学、热学等参量的变化情况;(3)在宏观层面,考虑微裂纹摩擦和孔洞塌缩联合作用,选取与点火反应相关联的特征物理量,建立冲击损伤与点火反应耦合模型,并与细观模拟结果进行对比和验证,揭示冲击载荷作用下PBX炸药的损伤与点火反应耦合机理。本项目期望在PBX炸药冲击损伤与点火反应耦合机理认识方面获得原创性成果,将为PBX炸药配方、结构设计及安全性评价等工程应用提供理论指导。

结项摘要

炸药的损伤对其点火特性的影响是炸药安全性研究的核心问题。然而炸药细观结构响应复杂,对其损伤与点火反应耦合机理认识仍不够清楚。因此,本项目对PBX炸药冲击损伤与点火特性之间的关系进行了深入研究,取得了如下研究成果:(1)获取了冲击载荷作用下PBX炸药响应特性、损伤机制、炸药发生点火的临界加载条件以及点火过程;(2)建立了包含界面摩擦、应变率及化学反应项的内聚力模型,模拟了冲击作用下PBX炸药的细观结构变化及热点形成过程,研究了高应变率下PBX炸药韧脆转变机制、颗粒形貌对裂纹扩展的影响机制,获取了冲击载荷作用下PBX炸药力-热转变过程中的参量;(3)建立了PBX炸药动态损伤与点火耦合模型,研究了不同应力状态下细观微裂纹演化与PBX炸药宏观力学响应之间的内在联系,预报了多种应力状态下PBX炸药的动态力学响应,结合实验结果验证了理论模型的正确性,研究了不同生热机制引起的PBX炸药温升效应。. 本项目完成了研究内容,达到了预定研究目标。出版学术专著1部;发表国际期刊研究论文4篇,SCI检索,发表国内期刊论文2篇,其中1篇EI检索,参加国际、国内会议3次并作口头报告,在国内学术会议上作邀请报告1次。. 通过本项目研究揭示冲击载荷作用下PBX炸药的响应特性及损伤机制,建立了PBX炸药冲击损伤与点火耦合模型。为安全弹药装药设计、评估提供理论基础和手段,也为各军兵种弹药的安全使用和保障提供技术支撑。.

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Coupled Mechanical-Thermal Model for Numerical Simulations of Polymer-Bonded Explosives under Low-Velocity Impacts
低速冲击下聚合物炸药数值模拟的机械-热耦合模型
  • DOI:
    10.1002/prep.201900345
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Propellants, Explosives, Pyrotechnics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiao Youcai;Fan Chenyang;Wang Zhijun;Sun Yi
  • 通讯作者:
    Sun Yi
冲击波作用下引信传爆序列殉爆的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    高压物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖向东;肖有才;蒋海燕;范晨阳;王志军
  • 通讯作者:
    王志军
Sympathetic Detonation Reaction Behavior of a Fuze Explosive Train
引信炸药列的交感爆轰反应行为
  • DOI:
    10.1134/s0010508221050105
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Combustion, Explosion and Shock Waves
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dong L-Y;Wang Zh-J;Xiao Y-C;Tang X-Zh;Zhang X-J;Fan Ch-Y
  • 通讯作者:
    Fan Ch-Y
Visco-hyperelastic constitutive modeling of the dynamic mechanical behavior of HTPB casting explosive and its polymer binder
HTPB铸造炸药及其聚合物粘结剂动态力学行为的粘超弹本构模型
  • DOI:
    10.1007/s00707-020-02655-1
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Acta Mechanica
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xiao Youcai;Fan Chenyang;Wang Zhijun;Sun Yi
  • 通讯作者:
    Sun Yi
Study of the sympathetic detonation reaction behavior of a fuze explosive train under the impact of blast fragments
爆炸碎片冲击下引信炸药列交感爆反应行为研究
  • DOI:
    10.1007/s12206-021-0528-x
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Mechanical Science and Technology
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xiao Youcai;Xiao Xiangdong;Fan Chenyang;Xiong Yanyi;Wang Zhijun;Sun Yi
  • 通讯作者:
    Sun Yi

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

肖有才的其他基金

高温和冲击复合作用下PBX炸药损伤与点火反应耦合机理多尺度研究
  • 批准号:
    12372368
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码