Page 61 - 《爆炸与冲击》2026年第4期
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第 46 卷 朱守军，等： 钛纤维含量对Al/PTFE-RDX组合装药力学行为和爆炸性能的影响 第 4 期
1.3 实验设备与方法
1.3.1 Al/PTFE 环状活性材料力学性能实验
利用 AGX-V2 型微机控制电子万能试验机（最大加载力为 200 kN）分别对含不同短切钛纤维质量分
数的 Al/PTFE 环状活性材料样品进行准静态压缩实验，压缩速率为 6 mm/min。加载前在试件两端涂抹
适量凡士林，以减少端部摩擦对实验结果的影响。
采用分离式霍普金森杆系统（split Hopkinson pressure bar，SHPB）对含不同短切钛纤维质量分数的
Al/PTFE 环状活性材料的动态力学性能进行测试，SHPB 的入射杆、透射杆和撞击杆均采用直径为
3
50 mm、密度为 7.8 g/cm 、弹性模量为 210 GPa、纵波波速为 5 190 m/s 的 40Gr 合金钢。实验通过改变气
仓压力控制撞击杆的速度，经前期预实验确定正式实验的气仓压力为 0.5 MPa，通过入射杆和透射杆上
应变片所采集的应变-时间信号，可以获得试件上的应力和应变信息。
1.3.2 钛纤维增强 Al/PTFE-RDX 组合装药的爆炸性能实验
为了探究短切纤维对 Al/PTFE-RDX 组合装药爆炸冲击波参数的影响，通过自由场实验装置其冲击
波参数进行测试，实验装置如图 5 所示。将待测药柱固定在不锈钢钢架上并用数码电子雷管起爆，爆炸
信号通过 137B24B 型压电式压力传感器采集，经过恒流源处理后记录并保存在 LeCroy HDO4034 型数字
示波器上。同时，采用 Memrecam HX-3 型高速摄像机记录 Al/PTFE-RDX 组合装药的爆炸火球温度场，
拍摄帧率为 173.16 kHz。Al/PTFE-RDX 组合装药的药柱中心与压电式压力传感器和地面的距离分别为
100 和 120 cm，高速相机放置在距离药柱中心 30 m 处，且与药柱在同一个水平面上。为减小实验误差，
实验中每组样品至少测试 3 次，并取有效数据的平均值。
Oscilloscope
Computer
High-speed camera
Pressure sensor
Composite charge
Constant current
source
图 5 自由场爆炸实验系统示意图
Fig. 5 Schematic diagram of the free-field explosion experiment system
为了进一步研究密闭空间内短切纤维对 Al/PTFE-RDX 组合装药能量释放特性的影响，在直径为
1.2 m 的密闭球形爆炸罐中对其准静态压力参数进行测试。准静态压力信号通过 CYG1402 型压阻式高
频压力传感器采集，经过 USB 仪器式采集仪处理后记录并保存在 LeCroy HDO4034 型数字示波器上，传
感器距离 Al/PTFE-RDX 组合装药中心 60 cm。测试时，加装机械滤波器以滤掉冲击波高频压力分量，同
时减小温压爆炸场光热效应和爆炸产物对传感器的影响，以实现对低频准静态压力的直接测量 [26] 。
2 结果与讨论
2.1 静态力学行为
在准静态力学性能测试过程中，环状试样在压缩载荷作用下主要沿高度方向受力，实验中应力 (σ)
和应变 (ε) 均采用工程应力-工程应变关系计算 [27] 。
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