炸药落锤实验及样品厚度效应的三维数值模拟

黄彬彬，傅 华，喻 寅，刘仓理

（中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室，四川 绵阳 621999）

炸药在跌落、翻倒等低速撞击事故中易受到机械撞击等刺激，撞击感度作为表征炸药安全的一项重要指标，对炸药安全性研究具有重要意义。

落锤实验是工程和科学领域中研究炸药撞击感度常用的实验技术[1-4]。阈值落高是表征炸药材料相对撞击感度的特征值，与实验装置尺寸、炸药试样直径及厚度等密切相关。代晓淦等[5]通过改造落锤仪，测得大药片（20 mm × 5 mm）JOB-9003 炸药的落锤撞击爆炸阈值下落高度为6.5 m，并对炸药受力过程进行了数值模拟。刘志跃等[6]对落锤实验中造成的炸药点火爆炸进行了分析，计算了炸药内部由于摩擦做功生热引起的炸药颗粒分解过程。赵娟等[7]通过实验研究了装药条件对B 炸药落锤撞击响应的影响，发现相同直径下阈值随药柱厚度的增加而增大。陈鹏等[8]利用LS-DYNA 软件计算了落锤加载过程中反应材料的力学性能变化。袁俊明等[9]基于热力耦合模型对典型混合炸药Comp.B 的撞击感度实验进行了数值模拟，探讨了在落锤撞击响应下考虑炸药本身放热反应的宏观热力耦合模型的点火可行性。上述研究主要关注材料是否发生反应及发生反应的阈值落高，通常采用特性落高法，即观测炸药在多次落锤实验下发生爆炸概率为50%时的落锤下落高度。目前对炸药试样厚度效应的研究特别是数值模拟研究报道较少，对炸药落锤实验概率点火行为的数值模拟尚未见报道。……