准静态拉伸下PBX力学性能的三维细观模拟

作者：罗慧灵; 刘柳; 曹落霞; 李华荣; 周阳; 张朝阳^*; 杨宏^*

来源：火炸药学报, 2023, 46(06): 510-517.

DOI：10.14077/j.issn.1007-7812.202304001

• 物理化学
• 高聚物黏结炸药
• PBX
• 准静态拉伸
• 三维细观模拟
• 内聚力模型

为了研究PBX在准静态拉伸下的力学响应行为，探索细观结构对力学性能的影响规律及机制，采用有限元计算方法，结合双线性内聚力模型，基于自编程序构建的PBX三维细观模型，研究了在单轴拉伸条件下颗粒体积分数、颗粒尺寸以及界面性能3个细观参数对PBX力学性能的影响。结果表明，三维模拟获得的宏观力学性能与实验数据能够较好吻合。此外，还发现颗粒体积分数增加会导致杨氏模量显著增加，同时也会导致抗拉强度升高，颗粒体积分数从61.2%增加至95.6%使得抗拉强度升高了38.9%,增加颗粒尺寸则会导致抗拉强度降低，颗粒尺寸从120μm增加到160μm,使其抗拉强度降低了13%;界面性能对抗拉强度的影响最为显著，当界面强度从0.5MPa升至5MPa时，抗拉强度从2.58MPa升至6.82MPa,说明相比于颗粒体积分数及尺寸，改善界面性能是提升PBX抗拉强度更为有效的方法。

• 单位
  西南石油大学; 中国工程物理研究院化工材料研究所; 化学化工学院