19孔发射药挤出过程的数值模拟与模具优化

季丹丹, 刘志涛, 廖 昕, 吕胜涛, 王泽山

(南京理工大学装药技术研究所, 江苏 南京 210094)

1 引 言

发射药的燃烧渐增性是改进压力平台、提高弹丸初速的关键技术之一。19孔制式发射药最大增面值达到1.7[1]。目前,19孔发射药的生产采用挤出成型[2],合理的模具结构是保证发射药质量的重要因素。随着现代军事的发展,为了满足不同武器的使用需求,对发射药改性的研究逐步深入[3-6],挤出模具的结构需随之做出改变。模具设计不合理,挤出的发射药会产生偏孔,密度不均匀、产品质量不稳定、模具损坏等现象。传统的模具设计主要依靠设计经验和工程试验类比,反复的试模和修模浪费了大量的人力物力,生产效率低,无法满足新型发射药配方研制需求。

随着计算机硬件和软件的发展,数值模拟技术已广泛应用于聚合成型研究,缩短了模具开发时间,提高了设计准确性。秦升学等[7]模拟了聚合物熔体在机头的流动情况,优化了阻流部分的结构,实现了对厚度为0.12 mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜厚度均匀性的控制。Mutlu等[8]模拟了线缆包覆挤出过程中自由挤出压力与线缆牵引共同驱动的聚合物熔体流动问题。张敏等[9]对两种聚合物熔体在共挤出流道内的流动进行了三维数值模拟,研究了共挤出界面偏移的影响因素。Chitkara N R等[10]对非对称T型型材挤出成型过程进行研究,对产品曲率和网格变形进行了预测。张丹丹等[11]对七孔药挤出过程进行了模拟计算,研究了溶剂比、入口速度、成型温度对硝基胍发射药成型质量的影响。……