高温下奥克托今单晶冲击响应数值计算

丁凯，王昕捷，黄亨建，吴艳青，黄风雷

(1.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081；2.中国工程物理研究院 化工材料研究所，四川 绵阳 621999)

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高聚物粘结炸药(PBX)的点火起爆始终是评价其安全性和应用其良好爆轰性能的核心问题。奥克托今(HMX)单晶作为PBX的主要成分，其在高温下的冲击响应以及细观变形机制，极大地影响PBX在复杂环境下的冲击响应及点火起爆特性。

炸药单晶的点火起爆与其动态响应和力学变形机制相关。Dick等[1-5]对太恩(PETN)及HMX等单晶进行一系列平板撞击实验，研究表明炸药单晶的冲击感度呈现明显的各向异性，并指出基于位错滑移的塑性是单晶变形的主要机制。Winey等[6]发展了考虑非线性弹性的位错模型，可描述PETN单晶的弹塑性冲击响应。Barton等[7]发展了基于位错的模型表征HMX单晶的冲击压缩响应，模型同时考虑了热激活以及声子拖曳两种位错运动机制，通过与平板撞击实验中粒子速度历史曲线对比标定了模型参数。Wu等[8]发展了动高压晶体热力学本构模型，引入状态方程来描述高压条件下炸药单晶非线性变形，同时考虑弹性模量的压力和温度相关性，分析不同取向HMX单晶的滑移塑性应变分布以及位错密度的变化。Wang等[9-10]对不同取向的HMX和黑索今(RDX)单晶进行常温下的平板撞击实验，并构建各向异性晶体位错塑性模型，可较好地模拟常温下单晶冲击热力学响应。以上发展的本构模型大多忽略温度对弹性及位错塑性的影响，很难用于预测高温下单晶各向异性冲击热力学响应，同时模型包含大量参数，不适应后续开展工程计算的需要。……