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冲击波作用下非均质炸药中热点的形成机制是炸药冲击起爆的关键。热点的形成是炸药内部细观尺度结构相互作用的结果,在多尺度响应中处于承上(宏观)启下(微观)的地位,因此细观数值模拟研究是解决与应用问题有关的炸药安全性和起爆问题的有效途径。本文用离散元方法对非均质炸药在冲击加载条件下的细观变形以及热点形成过程进行了数值模拟研究。细观数值模拟仅计算到热点生成为止,未考虑化学反应。本文的研究内容以及数值模拟结果主要包括:(1)通过对离散元方法的原理以及计算流程进行调研,将二维离散元程序DM2升级为三维离散元程序DEM3D,并用换算后的Hugoniot关系取代原有的中心作用力关系,用link-cell方法取代原有直接查找邻居单元的方法,提高了计算效率;(2)利用Voronoi方法建立了可以近似反映高聚物粘结炸药PBX实际细观结构的三维离散元几何模型。(3)在此基础上对炸药在冲击载荷下热点的生成过程进行了细观离散元模拟,得到如下结果:对于受到冲击载荷作用的PBX炸药,高温区域集中在炸药晶体与粘结剂的结合部位,且HMX晶体温升低于粘结剂,晶体边界温升高于内部;相对于HMX(炸药,粘结剂比较软,起到缓冲作用,导致PBX中HMX炸药温度明显低于颗粒炸药;含孔洞炸药在冲击作用下由于孔洞塌缩形成的热点温度明显高于不含孔洞炸药受冲击后的温度,对比三维和二维模拟结果可以得知三维模拟计算得到的炸药温度高于相应二维模拟的温度;对于含孔洞的HMX炸药,大尺寸孔洞塌缩形成的热点温度高于同样形状小尺寸孔洞塌缩形成的热点温度;球形孔洞塌缩形成的热点温度比相同尺寸立方体孔洞塌缩得到的热点温度高;(4)发展了有限元和离散元相结合的三维计算程序,用该方法对部分算例进行了计算,得到的结果和离散元模拟结果基本相符。