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运用分子动力学(MD)方法,对NEPE(nitrate ester plasticized polyether,即硝酸酯增塑的聚醚)推进剂的结构和性能进行了较为系统的计算和模拟,求得其组成、结构与能量、力学性能的关系,为高能量、高强度发射药配方设计提供了新的信息和技术。论文主要包括七部分内容:1.COMPASS力场的适用性研究。发现COMPASS力场对于NEPE推进剂体系的主要成分有较好的适用性。2.通过对硝化甘油(NG)和环三亚甲基三硝胺(RDX)晶体、无定形两种结构的MD模拟力学性能比较,说明物质晶体和无定形力学性能的差别与它们的结构有关。3.对聚环氧乙烷(PEO)、聚四氢呋喃(PTHF)及其共聚醚——环氧乙烷?四氢呋喃共聚醚P(E-CO-T)进行了MD模拟,并计算出弹性系数、模量、泊松比和柯西压等力学参量。经比较发现,PEO的刚性和延展性最优,P(E-CO-T)次之,PTHF更次。4.对不同链节P(E-CO-T)进行MD模拟,所得弹性系数、模量和泊松比几乎相同。在MD模拟中,可视实际需要选择6至12等链节,对P(E-CO-T)的力学性能影响很小。5.对硝化甘油(NG)、硝化三乙二醇(TEGDN)及其与硝化三乙二醇(TEGDN)组成的硝酸酯增塑剂的低温力学性能进行了MD模拟。结果表明,NG/TEGDN混合体系较NG单组分体系的刚性减弱,延展性和各向同性增强。结合能计算和径向分布函数分析揭示了混合型硝酸酯增塑剂组分之间的相互作用及其本质。6.四种固化剂(IPDI,JQ-1,7900-A和N-100 4个官能度模型)及其与预聚体P(E-CO-T)组成的粘合剂的MD模拟发现以7900-A固化剂(具有4个官能度)所对应的粘合剂的模量和柯西压较大,表明该粘合剂在低温下刚性较强,强度较大,延展性较优。7.对典型NEPE发射药四种复杂多组分体系分别进行了多种方案的综合性探索研究。结果与粘合剂数据相符合。综上,本文运用分子动力学方法计算和模拟研究了NEPE发射药的结构—性能关系,既有理论意义,又有实用价值。特别是对NEPE发射药力学性能作MD模拟,具有开拓创新性,为NEPE发射药配方设计提供了有效方法和丰富信息。利于奠定理论基础,提供理论指导。