凝固工藝對熔鑄藥柱質(zhì)量的影響研究.pdf

1、炸藥熔鑄法是將熔融態(tài)炸藥注入彈體或模具，經(jīng)一段時間冷卻后凝固成具有一定形狀、尺寸炸藥柱的裝藥方法。炸藥的熔鑄過程伴隨著復(fù)雜的物態(tài)變化、溫度變化以及體積變化，其中的凝固過程又很大程度上的影響著炸藥柱質(zhì)量，進而影響炸藥柱的使用性能。有效控制凝固順序，優(yōu)化凝固工藝是解決藥柱缺陷問題的關(guān)鍵。
　　為研究凝固過程對炸藥柱質(zhì)量的影響，采用有限元方法對熔鑄炸藥凝固過程進行數(shù)值模擬，并對藥柱缺陷進行預(yù)測。
　　在分析了部分藥柱質(zhì)量影響因素的

2、基礎(chǔ)上，以炸藥澆鑄溫度、澆鑄速度、環(huán)境溫度、彈體與空氣的換熱系數(shù)為主要因素進行研究并得出優(yōu)化方案，結(jié)果表明：炸藥澆注溫度以保證充滿彈體的最低溫度為宜；澆鑄速度過大會引起紊流而形成氣泡；環(huán)境溫度低會加快炸藥上表面凝固速度而引起縮孔；彈體與空氣的換熱系數(shù)降低會減小炸藥柱內(nèi)溫度梯度，有利于降低炸藥柱內(nèi)的熱應(yīng)力；優(yōu)化后，炸藥柱的加工質(zhì)量和效率均有改善，但并不能消除炸藥柱宏觀縮孔。
　　在此基礎(chǔ)上，初步設(shè)計了熱芯棒工藝過程，研究了熱芯棒工藝

3、的模擬方法。結(jié)果表明，相對于常規(guī)炸藥熔鑄工藝，熱芯棒工藝下，冒口頸與其下方補縮通道處的炸藥凝固較晚，使冒口漏斗中的炸藥能夠充分地對炸藥中心進行補充，從而基本消除炸藥柱縮孔。
　　針對炸藥熔鑄工藝特點，采用有限元方法對分次澆鑄工藝進行數(shù)值模擬，研究其凝固過程溫度場、固-液界面變化特性，預(yù)測了炸藥柱縮孔。結(jié)果表明，分次澆鑄工藝下，溫度分布圖呈現(xiàn)“漏斗狀”，炸藥以“漏斗狀”從下向上的方式凝固，炸藥柱內(nèi)無縮孔形成。
　　綜上所述，本