晶体缺陷对HMX基PBX性能影响的理论计算

摘要

cqvip:为研究晶体缺陷对奥克托今(HMX)基高聚物粘结炸药(PBX)性能的影响,分别建立了2种PBX“完美”模型和4种缺陷模型。采用分子动力学(MD)方法,对6种PBX模型进行了模拟计算,得到了感度、结合能、爆轰性能和力学性能参数并进行了对比。结果表明,晶体缺陷导致PBX炸药的键连双原子作用能和内聚能密度减小,分别下降2.46~5.72 kJ·mol^-1和0.0251~0.0544 kJ·cm^-3,表明缺陷模型的感度增加,安全性降低;缺陷模型的结合能下降509.61~1618.24 kJ·mol^-1,表明炸药的稳定性变差;缺陷模型的密度、爆速和爆压均下降,降幅分别为0.01~0.05 g·cm^-3、36.35~185.69 m·s^-1和0.36~1.79 GPa,其氧平衡和爆热的变化几乎可以忽略不计,表明缺陷模型的毁伤威力降低。晶体缺陷还导致PBX炸药的拉伸模量、体积模量和剪切模量分别下降0.062~1.772、0.261~1.188 GPa和0.012~0.685 GPa,体积模量与剪切模量之比增加0.002~0.366,位错和空位缺陷模型的柯西压分别下降0.822 GPa和0.479 GPa,掺杂和孪晶缺陷模型的柯西压分别上升0.114 GPa和0.491 GPa,表明缺陷模型的抗变形能力下降,柔韧性增强。