CN109651931A - 一种提升pbx带孔板承载能力的局部涂覆结构及涂覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构及涂覆方法，属于炸药技术领域。解决了现有技术中基板带孔结构引起应力集中，造成炸药装药力学性能的退化，从而严重影响武器系统的安全性和可靠性的问题。包括基板，所述基板在沿厚度方向开设有贯穿孔，在所述贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层。
Description
技术领域
本发明涉及炸药技术领域，具体涉及一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构及涂覆方法。
背景技术
高聚物粘结炸药(Polymer Bonded Explosive，PBX)是由一种或多种单质炸药与高聚物粘结剂等组成的高能混合炸药，为了满足功能需求，许多特定的炸药装药会设计小孔、凹槽等结构，这些结构在满足功能需要的同时，也会引起应力集中，造成炸药装药力学性能的退化，从而严重影响武器系统的安全性和可靠性。
发明内容
为了解决现有技术中基板上的带贯穿孔结构引起应力集中，造成炸药装药力学性能的退化，从而严重影响武器系统的安全性和可靠性的问题，本发明提供一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构及涂覆方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，包括基板，所述基板在沿厚度方向开设有贯穿孔，在所述贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层。
本发明工作在基板的贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层，高聚物层选择弹性模量大，浸润性和附着力好，固化可产生一定收缩应力，且与炸药相容性好的高聚物涂层材料；有效缓解PBX基板的贯穿孔即带贯穿孔结构的应力集中，提高其承载能力，增强效果明显。
进一步的，所述高聚物层为环氧体系聚合物层。
进一步的，所述环氧体系聚合物层由环氧树脂和固化剂组成。
进一步的，所述环氧体系聚合物的弹性模量大于2.5GPa。
进一步的，所述环氧体系聚合物的破坏应变大于0.5％。
进一步的，所述环氧体系聚合物的固化收缩率大于2％且小于4％。
进一步的，所述高聚物层的涂覆厚度范围为10μm—400μm。所述涂覆厚度针对应用需求，基于增强效果及界面结合强度综合确定。
一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆方法，包括如下步骤：
A.配置高聚物：取环氧树脂3份和固化剂1份搅拌均匀配置成粘稠状的混合物；
B.将步骤A中配置成的混合物均匀的涂覆在贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上；
C.将步骤B完成涂覆后得到的基板在室温下自然晾干。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
本发明工作在基板的贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层，高聚物层选择弹性模量大，浸润性和附着力好，固化可产生一定收缩应力，且与炸药相容性好的高聚物涂层材料；有效缓解PBX基板的贯穿孔即带贯穿孔结构的应力集中，提高其承载能力，增强效果明显。该结构所涉及的涂覆材料用量少，对PBX炸药整体结构、性能、相容性等影响极小。
附图说明
图1是本发明实施例1中基板的涂覆方式示意图；
图2是本发明实施例1中涂覆高聚物层与未涂覆高聚物层的两种带贯穿孔的基板试样的名义应力应变曲线；
图3是本发明实施例1中涂覆高聚物层与未涂覆高聚物层的两种带贯穿孔的基板试样的贯穿孔边应变分布：(a)未涂覆高聚物层应变分布(b)涂覆200μm高聚物层应变分布；
图4是本发明实施例2中涂覆高聚物层与未涂覆高聚物层的两种带贯穿孔的基板试样的载荷-时间曲线；
图5是本发明实施例2中贯穿孔内试样的应变分布：(a)未涂覆高聚物层应变分布；(b)涂覆10μm高聚物层应变分布；(c)涂覆400μm高聚物层应变分布。
图中标记：1-基板，2-贯穿孔，3-高聚物层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1:
如图1所示，一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，包括基板，所述基板在沿厚度方向开设有贯穿孔，在所述贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层。
本发明工作在基板的贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层，高聚物层选择弹性模量大，浸润性和附着力好，固化可产生一定收缩应力，且与炸药相容性好的高聚物涂层材料；有效缓解PBX基板的贯穿孔即带贯穿孔结构的应力集中，提高其承载能力，增强效果明显。
本实施例中所用高聚物层为环氧体系聚合物层。所述环氧体系聚合物层由环氧树脂和固化剂组成。环氧树脂具体为双酚A型环氧树脂或者环氧丙烯酸酯。所述环氧体系聚合物的弹性模量大于2.5GPa,具体为2.6Gpa。所述环氧体系聚合物的破坏应变大于0.5％，具体为1.15％。所述环氧体系聚合物的固化收缩率大于2％且小于4％，具体为2.1％。所述高聚物层的涂覆厚度为200μm。当然，具体的涂覆厚度针对应用需求，基于增强效果及界面结合强度综合确定。
本实施例还提供了一种未涂覆高聚物层的附带贯穿孔的基板，利用材料试验机结合数字图像相关技术对上述两种附带贯穿孔的基板进行拉伸测试，试样名义应力应变如图2所示，贯穿孔边应变场分布如图3所示。
实施例2：
如图1所示，一种涂覆PBX带孔板承载能力的贯穿孔内涂覆结构，包括基板，所述基板在沿厚度方向开设有贯穿孔，在所述贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层。
本发明工作在基板的贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层，高聚物层选择弹性模量大，浸润性和附着力好，固化可产生一定收缩应力，且与炸药相容性好的高聚物涂层材料；有效缓解PBX基板的贯穿孔即带贯穿孔结构的应力集中，提高其承载能力，增强效果明显。
本实施例中所用高聚物层为环氧体系聚合物层。所述环氧体系聚合物的弹性模量大于2.5Gpa，具体为2.6Gpa。所述环氧体系聚合物的破坏应变大于0.5％，具体为1.15％。所述环氧体系聚合物的固化收缩率大于2％且小于4％，具体为2.1％。所述高聚物层的涂覆厚度为10μm和400μm。
本实施例还提供了一种未涂覆的PBX贯穿孔结构，利用材料试验机结合数字图像相关技术对上述两种附带贯穿孔的基板进行拉伸测试，试样载荷-时间曲线如图4所示，贯穿孔边应变场分布如图5所示。
由上述两个实施例可知，采用本发明所提供的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，涂覆后的附带贯穿孔的基板承载能力明显提高，同等载荷水平下，贯穿孔边应力集中明显降低。
本发明还提供一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆方法，包括如下步骤：
A.配置高聚物：取环氧树脂3份和固化剂1份搅拌均匀配置成粘稠状的混合物；
B.将步骤A中配置成的混合物均匀的涂覆在贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上；
C.将步骤B完成涂覆后得到的基板在室温下自然晾干。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，包括基板，其特征在于：所述基板在沿厚度方向开设有贯穿孔，在所述贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上涂覆有高聚物层。
2.根据权利要求1所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述高聚物层为环氧体系聚合物层。
3.根据权利要求2所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述环氧体系聚合物层由环氧树脂和固化剂组成。
4.根据权利要求2所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述环氧体系聚合物的弹性模量大于2.5GPa。
5.根据权利要求2所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述环氧体系聚合物的破坏应变大于0.5％。
6.根据权利要求2所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述环氧体系聚合物的固化收缩率大于2％且小于4％。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，其特征在于：所述高聚物层的涂覆厚度范围为10μm—400μm。
8.一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆方法，其特征在于：采用了权利要求1-7任一所述的一种提升PBX带孔板承载能力的局部涂覆结构，包括如下步骤：
A.配置高聚物：取环氧树脂3份和固化剂1份搅拌均匀配置成粘稠状的混合物；
B.将步骤A中配置成的混合物均匀的涂覆在贯穿孔的侧壁内以及贯穿孔周边的基板表面上；
C.将步骤B完成涂覆后得到的基板在室温下自然晾干。
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