因此，泰森多边形具有随机或特定分布的特点，适合于PBX 的细观结构建模［4～6］。图8－1Voronoi 图及算法Voronoi 图；Voronoi 算法PBX 9501 的细观结构由HMX 颗粒和典型黏结剂材料Estane 5703 组成。PBX 9501 的细观结构尺寸为1 mm×0.8 mm，由98 个颗粒组成，粒径分布为25～98 μm，黏结剂宽度为8 μm，HMX 和Estane 5703的密度分别为1.58 g／cm3和0.9 g／cm3。......
2023-06-27
随机分布规则下的颗粒细观结构模型
【摘要】：应用MATLAB 程序编写完成了炸药颗粒圆形随机分布模型，图7－1 所示为炸药颗粒体积分数分别为30%～80%的细观模型。该程序的主要思想是在一定区域内，随机生成若干个数组作为圆心的坐标，而圆形的半径是自由设定的，由此生成若干随机圆形，以此代表炸药颗粒。将这些命令流直接复制粘贴到ANSYS 的命令行中即可完成模型的建立。因此，为了提高炸药颗粒体积分数，更好地模拟真实PBX 的有效力学性能，建立了炸药颗粒六边形规则分布模型。
应用MATLAB 程序编写完成了炸药颗粒圆形随机分布模型，图7－1 所示为炸药颗粒体积分数分别为30%～80%的细观模型（其中颗粒体积分数为70%的模型有三个，采用的是不同颗粒级配和不同分布方式）。该程序的主要思想是在一定区域内，随机生成若干个数组作为圆心的坐标，而圆形的半径是自由设定的，由此生成若干随机圆形，以此代表炸药颗粒。此模型中的随机圆是相互不重合的，在边界处具有周期连续性。
图7－1 不同体积分数的圆形颗粒随机分布几何模型
（a）颗粒体积分数为30%；（b）颗粒体积分数为40%；（c）颗粒体积分数为50%；（d）颗粒体积分数为55%；（e）颗粒体积分数为60%；（f）颗粒体积分数为65%；
图7－1 不同体积分数的圆形颗粒随机分布几何模型（续）
（g）颗粒体积分数为70% （1）；（h）颗粒体积分数为70% （2）；（i）颗粒体积分数为70% （3）；（j）颗粒体积分数为75%；（k）颗粒体积分数为80%
为了方便在ANSYS 中进行建模，在数据导出时，编写相关程序，使得MATLAB 自动生成APDL 命令流如下：
／prep7
RECTNG，0，1，0，1，
cyl4，0.587375，0.976204，0.2
cyl4，0.163693，0.792678，0.2
cyl4，1.16369，0.792678，0.2
cyl4，0.692848，0.270401，0.05
cyl4，0.181311，0.359301，0.05
cyl4，0.984795，0.565351，0.05
cyl4，－0.0152052，0.565351，0.05
cyl4，0.878105，0.707692，0.02
cyl4，0.353214，0.663653，0.02
cyl4，0.246455，0.433887，0.02
cyl4，0.393299，0.781715，0.02
……
将这些命令流直接复制粘贴到ANSYS 的命令行中即可完成模型的建立。
因为在真实PBX 中，炸药颗粒的体积分数通常是很高的，可达90%以上，而圆形随机分布方式很难达到这么高的体积分数。因此，为了提高炸药颗粒体积分数，更好地模拟真实PBX 的有效力学性能，建立了炸药颗粒六边形规则分布模型。图7－2 所示为颗粒体积分数分别为30%、50%、80%和97.5%的PBX 模型。
图7－2 不同体积分数的六边形颗粒几何模型
（a）颗粒体积分数为30%；（b）颗粒体积分数为50%；（c）颗粒体积分数为80%；（d）颗粒体积分数为97.5%
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2023-06-27
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2023-06-27
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