含能化合物爆轰参数及感度预测研究

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1、中北大学学位论文含能化合物爆轰参数及感度预测研究摘要为指导含能化合物分子结构设计，便捷准确计算含能化合物爆轰参数，预测机械感度、冲击波感度，降低实验测试成本，促进含能化合物在理论研究和工程实践领域的发展应用，本文基于含能化合物预测研究，主要做了以下五部分工作：（1）对现有的爆轰参数、密度、生成热及感度的计算方法进行了搜集，综合对比选取了相对精确简单的计算方法，运用VisualC++软件对爆轰参数计算方法编程，输入相关参数即可快速计算出含能化合物的相应爆轰参数。（2）研究了含能化合物撞击感度的影响基团，选取10类撞击感度影响基团与分子内部CHNO原子作为分子结构描述符，对103个训

2、练样本的特性落高对数值(lnh50)进行多元线性回归(MLR)，模型的相关系数为0.963，103个训练样本预测结果的平均绝对百分误差(MAPE)为6.464%，均方根误差(RMS)为0.289。选取6个含能化合物作为检验样本，预测结果的平均绝对百分误差(MAPE)为5.909%，均方根误差(RMS)为0.369。（3）研究发现了氧系数(A)与撞击感度之间具有较高的相关性，A与lnh50相关性为0.845，与对称性、α-H、α-OH、α-CH、-NO2、-NH2等分子结构描述符结合，对123个含能化合物撞击感度特性落高对数值(lnh50)进行多元线性回归(MLR)，模型相关的相关

3、系数为0.966。随机选取10个检验样本对模型检验，其均方根误差(RMS)与平均绝对百分误差(MAPE)分别为14.957cm、13.372%。（4）运用Guassian09软件，在DFT-B3LYP/6-31G*水平对16种含能化合物几何和电子结构进行全优化，研究部分静态理论指标(X-NO2键长、-NO2上N-O键长、-NO2上O-N-O键角、-NO2净电荷、-XNO2净电荷)与含能化合物冲击波起爆压力关系，结果表明，上述静态理论指标与含能化合物冲击波起爆压力呈较高相关性；-NH2具有钝感效果，X-NO2键强度顺序为C-NO2>N-NO2>O-NO2。（5）研究了宏观分子结构描

4、述符对冲击波感度的影响，选取了对称性、氧含量、中北大学学位论文苯环、α-H、-NH2、α-CH、-NO2(C-NO2、N-NO2、O-NO2)、氮杂环等10种冲击波感度影响因素作为分子结构描述符，对16种含能化合物冲击波感度建模研究，模型相关系数为0.976，预测结果均方根误差(RMS)与平均绝对百分误差(MAPE)分别为3.479Kbar、12.754%。爆轰参数软件的编写，可以便捷的计算含能化合物的爆轰参数，比较全面的掌握高能化合物理论爆轰性能，撞击感度、摩擦感度和冲击波感度的理论研究有助于研究工作者对含能化合物的分子设计与改进。关键词：含能化合物；爆轰参数；机械感度；冲击波

5、感度；分子结构描述符；中北大学学位论文TheoreticalStudiesandPredictionofDetonationParametersandSafetyofEnergeticCompoundsAbstractInordertoeasilycalculatethedetonationparameters,mechanicalsensitivityandshocksensitivityofenergeticcompounds,reducetestingcostsexperiment,provideanimportanttheoreticalguidanceforthedes

6、ign/synthesisofenergeticcompounds,andpromotethedevelopmentofenergeticcompoundsinthefieldofengineeringpractice,wemainlydothefivepartsofthefollowingtasks:(1)Therelevantliteratureofdomesticandforeignwasreviewed,andscreenedavailablecurrentcalculationmethodsofdetonationparameters,densityandheatgen

7、eration.Aftercomprehensivecomparison,wechoserelativelysimpleandaccuratemethodsofcalculation.WewritesoftwareofdetonationparameterswithVisualC++.Afterenteringthedata,wecouldbequicklycalculateddetonationparametersofenergeticcompounds.(2)Theinflu