国家自然科学基金(U1230120)
- 作品数：9 被引量：61H指数：7
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- CL-20/DNB共晶基PBXs相容性、界面作用和力学性能的MD模拟被引量：3
- 2015年
- 为提高六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/1,3-二硝基苯(DNB)共晶炸药的实际使用价值,改善其安全性和力学性能,沿其(0 0 1)晶面分别添加了端羟基聚丁二烯(HTPB)和聚乙二醇(PEG)高聚物粘结剂,构建了两种CL-20/DNB共晶基高聚物粘结炸药(PBX)——CL-20/DNB/HTPB和CL-20/DNB/PEG的模型。在COMPASS力场下,对该共晶炸药及其两种PBX模型进行了295 K-NPT分子动力学(MD)模拟研究。结果表明,CL-20/DNB/PEG的结合能大于CL-20/DNB/HTPB的,预示前者的稳定性和相容性优于后者。以对相关函数g(r)揭示了粘结剂与基炸药之间界面的相互作用。与CL-20/DNB共晶炸药相比,少量粘结剂(HTPB或PEG)的加入,使弹性系数(Cij)、拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)减小,而柯西压(C12-C44)和K/G值增大,表明PBX体系刚性减小,延展性增强。CL-20/DNB/HTPB的(C12-C44)和K/G值均大于CL-20/DNB/PEG的,表明前者的延展性好于后者,预示粘结剂HTPB比PEG在改变共晶炸药力学性能进而致钝的效果较好。
- 孙婷肖继军赵锋肖鹤鸣
- 关键词：高聚物粘结炸药力学性能感度
- 不同模型下HMX晶体结构和性能的MD研究被引量：7
- 2013年
- 用分子动力学(MD)方法,在COMPASS力场和295K-NPT系综下,对奥克托今(HMX)(4×2×4)和(4×4×4)超晶胞及其沿各自(1 0 0)晶面构成的共6种模型进行了模拟,求得它们的平衡结构、引发键键长分布、引发键连双原子作用能和弹性力学性能。结果表明,引发键呈近似对称的高斯型分布,平均键长(L ave)与实验值很接近;随着体系中原子数目增加,引发键连双原子作用能E N—N单调增加;除柯西压外,各模型的力学性能比较稳定一致。
- 刘冬梅肖继军陈军姬广富朱伟赵锋吴强肖鹤鸣
- 关键词：相互作用能力学性能
- 不同温度下ε-CL-20晶体感度和力学性能的分子动力学模拟计算被引量：15
- 2014年
- 用分子动力学(MD)模拟计算研究了在NPT系综和不同温度(195、245、295、345、395K)下高能量密度化合物ε-CL-20的(2×3×3)超晶胞及其沿(001)晶面的模型切割。结果表明,室温下所得晶胞参数与实验值一致。随着温度的升高,引发键(N-NO2)最大键长(Lmax)递增、引发键连双原子作用能(EN-N)和内聚能密度递减,与体系热和撞击感度随温度升高而增大的实验事实相一致,表明Lmax、EN-N和内聚能密度可作含能化合物热感度和撞击感度相对大小的理论判据。获得了5个温度下ε-CL-20的力学性能,从理论上揭示了其力学性能随温度的升高而递变的规律。
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- 关键词：分子动力学感度力学性能
- 不同温度下HNIW/GE复合物的MD模拟研究
- 为探讨六硝基六氮杂异伍兹烷和石墨烯(HNIW/GE)复合物的结构、能量和力学性质随温度的变化规律,在COMPASS力场和NPT系综下,对其周期性模型分别进行5个温度(195、245、295、345和395K)下的分子动力...
- 袁林林肖继军赵峰
- 关键词：六硝基六氮杂异伍兹烷感度分子动力学模拟
- CL-20/TNT共晶炸药的分子动力学研究被引量：7
- 2016年
- 运用分子动力学(MD)方法,选择凝聚态分子势能优化力场(COMPASS),对六硝基六氮杂异伍兹烷(ε-CL-20)、2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体及其等摩尔比的CL-20/TNT混合炸药和共晶炸药进行不同温度下恒定粒子数等压等温(NPT)系综模拟研究.结果表明,CL-20/TNT共晶的内聚能密度(CED)和结合能随温度的升高逐渐减小;共晶的CED比混合炸药的大,结合能是混合炸药的2倍多,预示其稳定性明显增强.对相关函数和局部放大结构显示共晶中组分分子间作用主要来自TNT中H和CL-20中O以及CL-20中H和TNT中O之间形成的氢键.通过波动法求得的弹性力学性能结果表明,CL-20/TNT共晶的拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)介于ε-CL-20和TNT晶体之间,且随温度的升高而下降,符合一般预期;但共晶炸药的柯西压(C12-C44,Cij弹性系数)、K/G和泊松比(ν)均比其组分炸药ε-CL-20和TNT高得多,预示该共晶具有异常高的延展性和弹性伸长,主要是二组分呈层状交替排列且之间存在较强相互作用所致.
- 刘强肖继军张将赵峰何正华肖鹤鸣
- 关键词：混合炸药分子动力学
- 不同温度下PETN晶体感度判别和力学性能预测的MD研究被引量：7
- 2013年
- 为从理论上寻求典型硝酸酯炸药太安(PETN)晶体的感度判据和力学性能,在NPT系综下,用COMPASS力场对PETN(4×3×4)超晶胞和沿其(100)晶面切割的两种模型,实施了5个温度(195,245,295,345,395K)的周期性分子动力学(MD)模拟。结果表明,随温度升高,它们的引发键O—NO2的最大键长(Lmax)递增,引发键连双原子作用能(EO-N)和内聚能密度(CED)递减,与感度随温度升高而增大的实验事实相一致。Lmax、EO-N和CED在一定条件下,确可用作高能物质热和撞击感度相对大小的理论判据。随温度升高,弹性系数与弹性模量递减,刚性减小,柔性递增,符合实验事实,表明,以切割分面模型进行MD模拟能获得较符合实际的确定结果。
- 刘冬梅肖继军朱伟肖鹤鸣
- 关键词：相互作用能感度
- 不同温度下HMX和RDX晶体的感度判别和力学性能预估——分子动力学比较研究被引量：17
- 2013年
- 为探讨和比较炸药黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)晶体的结构、能量和力学性质随温度的递变规律,在COMPASS力场和NPT系综下,对其合适的等原子数超晶胞模型分别进行5个温度(195,245,295,345和395 K)下的分子动力学(MD)周期性模拟研究.结果表明,随着温度的升高,RDX和HMX晶体引发键N—NO2的最大键长(L max)的逐渐增大以及引发键连双原子作用能(E N—N)和内聚能密度(CED)的逐渐减小均与感度随温度升高而增大的实验结果一致;且在各温度下,RDX晶体的L max均大于HMX晶体的L max,与HMX相比,RDX的E N—N和CED均较小,上述结果与RDX比HMX感度大的实验结果相符.由此表明,在一定条件下,L max,E N—N和CED可用于高能物质的热和撞击感度的相对大小的判别.基于MD模拟原子运动轨迹,用静态法求得2种晶体的弹性力学性能,发现拉伸、体积和剪切模量均随温度的升高而递减,与实验结果一致.
- 刘冬梅赵丽肖继军陈军姬广富朱伟赵锋吴强肖鹤鸣
- 关键词：感度
- ε-CL-20不同晶面与PVA、PEG复合物的MD模拟被引量：4
- 2016年
- 为探讨和比较在ε-CL-20(六硝基六氮杂异伍兹烷)(001)、(110)和(020)晶面上的ε-CL-20/PVA(聚乙烯醇)与ε-CL-20/PEG(聚乙二醇)复合物的稳定性和力学性能,在COMPASS力场下,对ε-CL-20/PVA与ε-CL-20/PEG进行了常温常压分子动力学(MD)模拟研究。求得其内聚能密度(CED),结合能(E_(bind))和弹性参数(拉伸模量E、剪切模量G、体积模量K、泊松比ν和柯西压C_(12)-C_(44))。结果表明,在相同晶面上,ε-CL-20/PEG的CED比ε-CL-20/PVA的大,表明前者稳定性优于后者。对于同一复合物,其CED排序为(020)>(001)>(110)。在相同晶面上,PEG与晶面的E_(bind)比PVA的大。对同一复合物,其E_(bind)大小次序为(001)>(110)>(020)。依据泊松比和K/G值,ε-CL-20/PEG的弹性和延展性均优于ε-CL-20/PVA。
- 袁林林肖继军赵峰肖鹤鸣
- CL-20/HMX共晶及其为基PBX界面作用和力学性能的MD模拟研究被引量：14
- 2014年
- 为提高共晶炸药的实际使用价值,改善其安全性和力学性能,以CL-20/HMX共晶炸药为基,分别添加2种高聚物粘结剂Estane 5703(聚氨基甲酸乙酯)和HTPB(端羟基聚丁二烯),共构建两种共晶基高聚物粘结炸药(PBX)模型,进行细致的295 K NPT分子动力学(MD)模拟研究.通过两种PBX模型及其与该共晶炸药的MD模拟结果比较表明,与基炸药之间的结合能Estane 5703大于HTPB,预示含少量Estane 5703的PBX稳定性和相容性更佳;对相关函数g(r)揭示粘结剂与基炸药界面相互作用的方式,以基炸药中H分别与Estane 5703中羰基O和HTPB中端羟基O之间的氢键较强.与CL-20/HMX共晶炸药相比,少量粘结剂Estane 5703或HTPB的加入,使弹性系数Cij下降,拉伸模量(E)、体积模量(K)和剪切模量(G)均显著减小,而泊松比(ν),柯西压(C12-C44)和K/G值明显增大,表明PBXs体系刚性减小,延展性增强,力学性能大为改善.少量粘结剂包覆使PBXs致钝,主要归因于其隔热、吸热并使体系变"软"的缓冲作用,而界面作用造成的分子结构引发键键长变化变为次要因素.
- 孙婷刘强肖继军赵峰肖鹤鸣
- 关键词：高聚物粘结炸药力学性能感度
- 多组分高能复合体系的感度判据、热膨胀和力学性能的MD研究被引量：7
- 2014年
- 为研究固体推进剂的感度、热膨胀和力学性能,设计了不同配比、不同温度下的多组分高能模型体系进行分子动力学(MD)模拟。用其中易爆燃组分引发键的最大键长(Lmax)判别安全性,结果表明,在4种不同配比的五组分混合体系中,当质量比(PEG/NG/BTTN)∶AP∶HMX=2.5∶3.5∶2.3时,各引发键(O—N和N—N)的最大键长均为最大,预示该体系的安全性相对较差;(PEG/NG/BTTN)/AP/HMX/Al六组分混合体系中各Lmax值均随温度升高而单调递增,与感度随温度升高的实验事实一致。表明对复杂多组分体系热和撞击感度的相对大小,亦可用Lmax判别。基于六组分体系的MD模拟结果,预估了该体系在不同温度下的热膨胀系数,并用静态力学分析求得其弹性力学性能,该体系的柯西压为正值,其延展性较好。
- 朱伟刘冬梅肖继军赵孝彬郑剑赵锋肖鹤鸣
- 关键词：固体推进剂感度力学性能
