熔铸工艺对炸药装药质量的影响研究

【摘要】熔铸装药是将炸药加热熔化后，注入弹体逐渐冷却凝固成固态药柱的工艺方法，是一个由液相结晶相变成固相的复杂的热物理过程。在炸药固化过程容易形成缩孔、缩松、裂纹等缺陷，将直接影响装药质量和性能。由于传统装药工艺主要凭借经验进行设计，通过试制和破坏性试验对装药质量进行检测，造成试制周期长、成本高、效率低等问题。因此，本文为了提高炸药装药质量，采用数值模拟方法对熔铸工艺对装药质量的影响进行研究。对熔铸装药过程建立了非稳态牛顿流浇注凝固的数值仿真模型，对冒口预热和保温两种工艺进行了数值模拟。仿真结果显示，对冒口预热及保温工艺可延长补缩时间，减小弹体口部的缩孔、缩松。针对浇注温度、速度、炸药粘度、环境温度四个关键工艺参数，采用正交试验法进行了浇注凝固过程的仿真。分析结果可知，缩孔、缩松对浇注温度和炸药粘度较敏感，应力对浇注温度和环境温度较敏感，因此在工艺设计中可通过合理匹配工艺参数来降低装药缺陷。在以上基础上，进一步模拟了压力注装过程。分析炸药的温度变化规律可知，加压升高了炸药熔点，缩短了凝固时间，提高了装药质量。如果与保温冒口工艺配合可基本消除缩孔、缩松缺陷。以上研究成果可为熔铸装药工艺设计提供参考，数值模拟法可用于熔铸装药工艺的优化设计。
【作者】梁国祥；
【导师】曹红松；耿生群；
【作者基本信息】中北大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】炸药；熔铸装药；缩孔；缩松；注药应力；

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