论文题目: HMX、TATB基高聚物粘结炸药（PBX）力学性能的MD模拟研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 物理化学
作者: 朱伟
导师: 肖鹤鸣,肖继军
关键词: 环四甲撑四硝胺,三氨基,三硝基苯,高聚合物粘结炸药,分子动力学,力学性能
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: HMX(环四甲撑四硝胺)和TATB(1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯)都是使用广泛、综合性能很好的猛炸药。本论文主要运用分子动力学(MD)方法,对HMX、TATB及其与系列氟聚合物构成的高聚物粘结炸药(PBX),进行较系统的计算和模拟,探讨了它们的结构与力学性能之间的规律性联系。 1、运用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场,依据弹性力学基本原理,模拟研究了纯HMX晶体和TATB晶体及其与系列氟聚物(聚偏二氟乙烯,聚三氟氯乙烯,F2311,F2314)构成PBX的力学性能,发现添加少量粘结剂确能有效地改善其力学性能。 2、以COMPASS力场MD模拟,求得纯TATB和TATB/F2311 PBX在245K,295K,345K,395K,445K和495K温度的弹性系数和有效各向同性力学性能—拉伸模量、体积模量、剪切模量和泊松比。发现随温度升高,其刚性减小,柔性增加,且在各相同温度下,TATB/F2311 PBX较纯TATB的力学性能均有改善;随温度升高,TATB/F2311的刚性减小、柔性增大。 3、用分子动力学(MD)方法COMPASS力场,分别取NVT和NPT系综,模拟计算了HMX与TATB所构成的双组分混合炸药在245K—495K的力学性能。结果表明,与纯HMX和纯TATB相比,HMX/TATB混合炸药的拉伸模量、体积模量和剪切模量均有所下降;在NVT和NPT系综下模拟所得结果呈平行一致的趋势;在HMX中添加少量TATB能改善其力学性能。当温度在245～345K范围内时,HMX/TATB混合炸药的刚性和弹性几乎不变;当达到395K时,体系的刚性减弱,柔性增强。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究概况
1.3 本论文的研究内容
第二章 计算方法和模型
2.1 引言
2.2 量子化学计算方法
2.2.1 第一性原理
2.2.2 半经验分子轨道(MO)方法
2.3 力场方法
2.4 小结
第三章 混合炸药体系计算模型和力学分析原理
3.1 理论计算模型选择及细节
3.1.1 原子簇模型、尺寸匹配原则
3.1.2 晶体模型、周期性计算
3.2 力学分析原理
第四章 TATB、HMX基PBX力学性能的模拟研究
4.1 引言
4.2 计算方法和MD模拟细节
4.2.1 计算方法
4.2.2 MD模拟细节
4.3 计算结果和讨论
4.3.1 体系平衡的判别
4.3.2 模拟前后的结构
4.3.3 HMX、TATB及其系列氟聚物的力学性能
第五章 温度对TATB和TATB/F2311 PBX力学性能的影响
5.1 引言
5.2 MD模拟细节
5.3 计算结果和讨论
5.3.1 体系平衡的判别
5.3.2 MD模拟前后体系的构型
5.3.3 温度对纯TATB晶体力学性能的影响
5.3.4 温度对TATB/F2311 双组分PBX结构参数和密度的影响
5.3.5 温度对TATB／F2311双组分力学性能的影响
5.3.6 温度对TATB与F2311结合能的影响
5.4 小结
第六章 温度对HMX／TATB混合炸药力学性能的影响
6.1 引言
6.2 计算方法和MD模拟细节
6.3 计算结果和讨论
6.3.1 体系平衡的判别
6.3.2 体系在室温时的NVT和NPTMD模拟的力学性能
6.3.3 HMX／TATB在不同温度下的力学性能
6.3.4 温度对HMX／TATB混合炸药体系结合能的影响
6.4 小结
结论
致谢
攻读硕士期间发表和待发表的学术论文
发布时间: 2005-09-12
参考文献
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