准静态压缩下发射药床的运动形态与应力研究.pdf

传感器与微系统( I ransducer and Microsystem Technologies
2015年第34卷第5期
DO1:10.13873/J.10009787(2015)05-0044-04
准静态压缩下发射药床的运动形态与应力研究
张艳明,罗兴柏,刘国庆,甄建伟,陈言坤
(军械工程学院,河北石家庄050003)
摘要:为了硏究粒状发射药床在准静态压缩条件下的运动形态和压缩过程中药床的应力变化,利用电
子万能试验机对一定装填条件下的41mm口径和51mm口径药筒的药床进行了准静态压缩试验,并用录
像机记录了41mm口径发射药床的压缩过程。从记录的压缩过程来看,药床压缩过程主要经历了疏松到
压实再到致密的过程;根据试验数据求得两药床的平均压缩模量分别为103.59,144.13MPa;试验发现
5lm口径装填下的药床比41mm径装填下的药床在空隙变化率相同时应力更大;最后拟合得到了两药
床的挤压成力随空隙率变化的曲线。
关键词:发射药床;准静态压缩;运动形态;颗粒间应力
中图分类号:TJ410.6文献标识码:A文章编号:1000-9787(2015)05-0044-04
Study on motion morphology and stress of propellant
bed under quasi-static compression
ZHANG Yan-ming, LUO Xing-bai, ILU Guo-qing, ZHEN Jian-wei, CHEN Yan-kun
Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China)
Abstract In order to study motion morphology and stress change of propellant bed under quasi-stalic
compression, electronic universal testing machine is used to implement a quasi-static compression test for
propellant beds of cartridge 41 mm and 5l unm of caliber, compression process of 41 mm caliber cartridge is imaged
by video recorder. The compression record shows that the compression process can be divided into three steps, they
are porosity, compaction and densification; according to test da as, the compression modulus of two propellant bed
is solved as 103 59 Mpa and 144. 13 Mpa; stress of 51 mm propellant beds is larger than the 41 mm calibe
propellant beds with same gap rate; at last the curve of stress change with gap rate of two propellant beds is fitted
Key words: propellant bed; quasi-static compression; motion morphology; inter-granular stress
引言
度“;邢裕仁通过落锤实验研究了粒状发射药抗冲击强
火炮在发射过程中可能会发生膛炸、膛胀等安全性事
度:陈言坤、罗兴柏等人通过电子万能试验机和自制的
故,通过对多起膛炸事故的分析发现发射药的发射安全性抗压强度测试仪测量了发射药的轴向和径向力学性能,根
是导致膛炸的一个重要因素。经过国内外多年的研究,对据轴向定载压缩试验建立了发射药的轴向压缔黏弹性模
发射裝药引起膛炸的原因逐步形成了共识,即一定装填条型。但是对于整个发射药床力学性能研究的文献并不
件下的发射装药引起膛炸的主要原因是发射装药在点燃之多见, Kuo KK等人通过专门的试验装置对火药床的颗粒
前受到发射药床颗椀间的挤压应力作用,当挤压应力超过间应力进行了测定,得到了WC-870火药和WC-846火药
发射药自身力学强度时就会导致发射药变形或破碎,从而在乐缩过程中的应力拟合曲线。金志明、宋明通过准静
使发射药燃面增加,导致膛压猛增从而发生膛炸。目态压缩试验研究了发射药颗粒大小和环境温度对发射药床
前,对单个药粒的力学性能研究较多,如 Lieb R利用落锤压缩模量及挤压应力的影响?。在点传火和发射过程中,
和 Hopinson杆研究了M80,JA2和XM9发射药在高速应药床在炮膛内的受力皆有动载荷和静載荷。
变下的响应; Gazanas和Fard研究了M30,JA2发射药在不
本文利用电子万能试验机研究了7/11发射药床在准
同温度时应变率和应变量对破碎特性的影响;Fong用改造
静态压缩下的力学性能和药床在压缩过程中的运动形态,
的 Hopkinson杆测量了冲击载荷下发射荮的破碎方式和程
并根据试验数据拟合得到了压缩过程中药床的孔隙率一应
收稿日期:2014-09-17