然而，随着颗粒体积分数的增大，炸药的脆性增加，更容易发生拉伸破坏。模型一、模型二和模型三的破坏应变分别为0.8%、1.3%、1.39%。图8－35三种不同颗粒体积分数和颗粒分布细观结构模型的应力－应变曲线图8－36～图8－38 所示为三种细观模型在动态拉伸载荷下的损伤破坏过程。从三种模型的计算结果可以发现，动态拉伸作用下PBX 的损伤机理主要是界面脱黏和黏结剂撕裂。......
2023-06-27
计算结果与分析的综合报告
【摘要】：为了验证黏结剂Estane 参数的有效性，首先对黏结剂在应变率分别为0.005 s－1、0.5 s－1和15 s－1的条件下进行了模拟计算，得到黏结剂在不同应变率下的应力－应变曲线，并将计算结果与实验结果［16］进行对比。图7－14黏结剂Estane 数值计算和实验结果比较为了观察黏结剂的黏弹性作用对PBX9501 力学性能的影响，分别模拟了在应变速率为0.001 1 s－1、0.011 s－1、0.11 s－1和0.44 s－1条件下的单轴压缩实验，与实验测量值进行比较。
为了验证黏结剂Estane 参数的有效性，首先对黏结剂在应变率分别为0.005 s－1、0.5 s－1和15 s－1的条件下进行了模拟计算，得到黏结剂在不同应变率下的应力－应变曲线，并将计算结果与实验结果［16］进行对比。数值计算结果和实验结果如图7－14 所示，由图中可以看出，计算结果和实验结果吻合较好。初始阶段应力会迅速增加，随后开始趋缓，这表明在小应变时，黏结剂主要表现为弹性性质，在达到一定应变后，黏结剂主要表现为黏性性质。在同等应变条件下，应力会随着应变率的增加而变大。
图7－14 黏结剂Estane 数值计算和实验结果比较
为了观察黏结剂的黏弹性作用对PBX9501 力学性能的影响，分别模拟了在应变速率为0.001 1 s－1、0.011 s－1、0.11 s－1和0.44 s－1条件下的单轴压缩实验，与实验测量值进行比较。图7－15 所示为基于真实细观图片模型在应变速率为0.001 1 s－1时，PBX 材料Y 方向的应力分布云图。从图中可以看出，在加载过程中，颗粒的边界尤其是大颗粒与小颗粒之间、大颗粒与边界之间会是应力相对集中的地方，而且可以发现这些应力集中区域主要是沿Y 方向分布的，这和模型的加载方式是相关的。
图7－15 应变速率为0.001 1 s 时PBX 材料Y 方向上的应力分布图
（a）载荷步一；（b）载荷步五
图7－15 应变速率为0.001 1 s 时PBX 材料Y 方向上的应力分布图（续）
（c）载荷步九；（d）载荷步十五
图7－16 所示为基于真实细观图片模型与颗粒体积分数为95%的六边形分布模型在不同应变速率下的应力－应变曲线，由图中可以看出，PBX 9501有效弹性模量受应变速率影响较大，应变率越高，PBX 9501 有效弹性模量就越大。在单轴压缩初始阶段，应力上升速度较快，应力－应变呈线性关系，PBX9501 表现为弹性性质，到达一定应变后，受到黏结剂黏性性质影响，PBX9501 开始表现为黏性性质，应力上升速度减缓。
图7－16 基于真实细观模型颗粒体积分数95%的六边形分布模型在不同应变速率下的应力－应变曲线
（a）真实细观模型；（b）六边形分布模型
图7－17 所示为基于真实细观模型与颗粒体积分数为95%六边形模型在不同应变速率条件下模拟值与实验值对比。从图7－17 （a）～（d）中可以明显地看出，基于真实细观结构的有限元模型得到的结果，在初始线性阶段，与实验结果吻合很好。但是，当应变大于0.004 后，模拟结果会略小于实验结果，这是因为模型中的颗粒体积分数要比真实炸药的颗粒体积分数低。颗粒体积分数为95%的模型得到的结果要高于真实细观结构的模型，这说明炸药颗粒的体积分数及颗粒的形貌和分布方式对黏弹性力学性能有一定的影响。由图中可以看出，数值模拟结果与实验测量值吻合得较好，该模型可以用来预测炸药的力学性能。虽然黏结剂在炸药中的体积分数比较低，但是它的作用是非常明显的。在实际情况中，黏结剂的黏性可以钝化炸药的敏感性，使炸药更加安全可靠。
图7－17 基于真实细观模型与颗粒体积分数为95%六边形模型在应变率为0.001 1 s－1、0.011 s－1、0.11 s－1和0.44 s－1时的模拟值与实验值
（a）0.001 1 s－1；（b）0.011 s－1；（c）0.11 s－1；（d）0.44 s－1
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2023-06-15
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2023-06-28
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2023-12-06
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2023-08-26
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2024-01-19
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