单基药代料挤出设计和包覆设计研究.pdf

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1、单基药代料挤出设计和包覆设计研究张泓洋2015年6月单基药代料挤出设计和包覆设计作者姓名张泓洋学院名称化工与环境学院指导教师尹艳华副研究员答辩委员会主席赵之平教授申请学位工程硕士学科专业化学工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月9日DesignationofExtrusionandCoatingofSingle-BasePropellantSimulantsCandidateName:HongyangZhangSchoolorDepartment:ChemicalEngineeringandEnvironmentFacultyMentor:ViceProf.YanhuaYin

2、Chair,ThesisCommittee:Prof.ZhiPingZhaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ChemicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,11,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作

3、者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要螺杆挤出技术在橡胶、塑料、食品加工和火炸药制造等领域有着举足轻重的地位。近年来，双螺杆挤出机在高粘弹性材料领域的应用是高分子领域的研究热点之一。本论文重点研究双螺杆技术在单基药代料挤出方面的应用。寻找黏度和热性能与单基药相似的代料进行挤出实验，试验确定代料的本构方程，设计螺杆构型，对不同构型的螺杆单基药代料的挤出过程使用一维计算软件数值模拟，分析塑化程度、温度分布、剪切应力分布、停留时间、耗散能比例，探讨安全高效的单基药代料挤出工艺。火药包覆工艺可以改善火药的弹道性能，降

4、低温度系数，提升弹道初速。火药包覆工艺是指通过流道设计，在内芯药的表面包覆另一种材料即包覆层，本论文研究的包覆是通过模具在内芯药外表面注塑来完成。由于在注塑过程中，入口处的热通量、包覆层的热扩散和流动过程产生的粘滞热等均会导致包覆层温度升高，可能会引爆中心火药。因此，本研究对火药包覆工艺进行了CAE充模流动的模拟计算，依据安全、包覆质量高的标准对其工艺进行选择和优化，同时提出了改进其工艺的建议。关键词：双螺杆；火药包覆；数值模拟；工艺优化I北京理工大学硕士学位论文AbstractScrewextrusiontechnologyhasplayedadecisiverolepositioninr

5、ubber,plastics,foodprocessingandexplosivesmanufacturingandotherfields.Inrecentyears,theapplicationofthetwin-screwextruderinthefieldofhigh-viscoelasticmaterialsisoneofthehottopicsinthefieldofpolymer.Thisthesisfocusesontheapplicationoftwin-screwintheextrusionofsinglebasepropellants.Inthispaper,weuses

6、imilarmaterialofsinglebasepropellantsinviscosityandthermalpropertiesinextrusionexperiment,testtodeterminesimilarmaterial’sconstitutiveequation.Designedninegroupsofscrewconfiguration,Calculateddifferentconfigurationsofeveryscrewpropellantextrusionprocessusingone-dimensionalcalculationsoftware.Analyz

7、edplasticizingdegree,temperaturedistribution,shearstressdistribution,residencetime,dissipatedenergyratioandexploredthesafetyandhighefficiencyofsingle-basepropellantextrusionprocess.Thepowdercoatingprocessca