高聚物黏结炸药CT图像像素级裂纹识别方法研究

张 韬，宗和厚，陈 华，戴 斌，刘本德，骆吉洲

（1.中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621999；2.哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

1 引言

高聚物黏结炸药（Polymer bonded explosive，PBX）是由炸药晶体、黏合剂等构成的多组份复合含能材料，在应力影响、存放环境的物理条件变化等多因素的相互作用下，易形成不同程度、不同形态、不同扩展方式的裂纹［1-3］。这些裂纹一方面会使PBX 力学性能劣化，并最终导致材料破坏；另一方面作为能量聚集区域可能成为“热点”直接影响PBX 的力学性能、安全性能和爆轰性能［4-5］。PBX 裂纹的形成原因、发展和演化，及如何抑制裂纹的产生和发展等关系到PBX 的有效性和可用性，也关系到PBX 的力学性能和爆轰性能。为了评估PBX 的结构强度，建立强度准则和失效判据、分析起裂诱因以及裂纹对爆轰及环境适应性的影响，需要对裂纹进行精确的表征和定量分析。当前，对于PBX 内部裂纹的检测主要是采用X 射线层析成像（Computed Tomography，CT）技术，该技术对 PBX 裂纹的检测分析能力不足，主要表现在空间与密度分辨水平低，尺寸定量精度低，检测图像中的裂纹分割、识别能力欠缺，所以对PBX 在早期产生的细小裂纹无法及时诊断，无法对裂纹的宽度、走向、类型、位置等进行定量表征，也无法在结构出现开裂后从裂纹分布特征上研究开裂原因，解决上述问题的主要途径是建立高灵敏度、高精度、高适应性的裂纹识别方法。

当前HMX 基PBX 的CT 图像暗视野性、低对比度性、高噪声性等特点给裂纹识别带来了一定技术难度。……