炸药机加工工艺安全管理论文

1炸药切削安全评估试验方法的选择

1.1二项分布评估方法的优缺点。二项分布评估方法，又称经典计数法，作为一种传统的火工品可靠性的评定方法，计算比较简单，计算程序也比较完善，对一些结构简单，成本较低的火工品来说，不失为一种简便快捷的试验方法。但对于成本较高的火工品来说，用计数法来评定其可靠性，一是样本量太大，成本较高。二是信息量浪费太大，计数法只是利用了产品发火这一个信息，随着高新技术的应用，试验中设备和手段的进步和多样化，使实验信息具有了多种信息源。因此，如何利用小子样的统计方法，在保证可靠性的情况下，尽量减少样本量，就具有了十分重要的经济和军事效益。1.2最大熵试验法的原理及应用条件。基于最大熵试验法的可靠性评估方法已成功应用于航天火工装置的可靠性评估中，可以成功地验证产品达到0.9999~0.999999的高可靠度，并能最大限度地减少实验所需的次数。最大熵试验法适用于有数量指标的物理量，例如电压、药量、间隙等。依据最大熵原理推导出熵强化系数K所对应的工况点A做最大熵试验所需的样本量的计算公式为：NK=ln（1-γ）ln[1-（1-R）k1]（1）式中：NK—熵强化系数K所对应的工况点A做最大熵试验所需的样本量（即试验次数）；γ—设计工况点B置信度指标；R—设计工况点B可靠度指标；K—熵强化系数。熵强化系数K的计算公式为：K=CRC（2）式中：CR—熵强化系数对应的试验工况点K的载荷量；C—设计工况点B的载荷量。1.3最大熵试验法的实施步骤。首先，确定工况点B和工况点A载荷量，进而确定熵强化系数K。其次，根据在设计工况点B对置信度要求γ和所要验证的可靠性指标R，以及由步骤一所确定的熵强化系数K，按公式（1）求出做最大熵试验所需的样本量NK。最后，在K所对应的工况点A进行成败型试验。若NK个样本，全部成功，则认为产品满足在设计值工况点B置信度为γ，可靠度为R的要求。

2最大熵试验法的安全可靠性评估试验

2.1试验设计。依据最大熵试验法的实施步骤和推导出的计算公式（1），确定安全切削试验方案中的熵强化系数K和试验次数NK。将线速度目标值vB作为设计工况点B的工艺参数，将线速度目标值vB放大一定倍数后的线速度vA作为试验工况点A的工艺参数，保持进给量f和切削深度ao不变。考虑到切削热的大小直接影响了炸药切削过程的安全性，将工况点B和工况点A分别对应的单位时间内产生的切削热Q作为两工况点的载荷量。单位时间内产生的切削热Q依据公式（3）计算。Q=Fcv+Fff（3）其中，Fc和Ff为主切削力和进给抗力，v和f为切削速度和进给量。针对工况点B和工况点A对应的切削参数，在冷却水条件下，测试两工况点的切削力，计算单位时间内产生的切削热QB与QA，再计算熵强化系数K和试验次数NK。2.2试验工况点。A参数的确定针对同一种刀具和某一低感炸药，在线速度（100～1000）m/min范围内，开展线速度与切削热的单调性考核试验，考核切削热是否随线速度的增大而增大。针对考核结果，选取出产生切削热最大的线速度值以作为试验工况点A的切削参数。试验结果表明，在线速度（100～800）m/min范围内，切削热是随线速度的增大而增大，但当线速度大于800m/min时，随着线速度的增加，产生的切削热基本保持不变。因此将试验工况点A的线速度VA确定为800m/min。2.3试验次数。NA的确定将试验工况点B的线速度vB确定为100m/min。设置置信水平γ=0.95，安全可靠度R=0.999999时，根据最大熵试验原理以及计算公式（1），计算出试验工况点A的熵强化系数K=7.5，从而计算出所需的试验次数NK=18。2.4试验验证和结果分析。在水冷却条件下，选用同一种刀具，在选取的试验工况点A参数条件下开展18次的安全切削验证试验。整个试验过程采用远控隔离操作，确保人员安全。试验结果显示，18次试验中无一次出现异味以及肉眼可见的变色、燃烧、爆炸现象，证明试验过程是安全的，在设计工况点B状态下进行炸药切削，可达到置信度γ=0.95，安全可靠度R=0.999999的要求。

3结论

最大熵试验法将工艺参数的变更与成败型试验相结合起来，以更加优化的方法验证安全切削试验的可行性，并最大限度的减少了所需试验样本量。为深入研究精密炸药切削工艺，针对不同感度的炸药在现行切削工艺参数基础上再提高其适用范围而开展安全切削试验提供了理论基础。（1）基于最大熵试验法设计的安全切削试验，可以达到相当高的置信水平和安全可靠度。（2）基于最大熵试验法的安全切削试验是一种有效的安全评估方法。基于最大熵试验法的安全切削试验，结合炸药安全性的冲感、摩感等感度评定结果，以及跌落、类冲塞等安全试验，可以更加全面地评估由于炸药机加工艺参数的变更所带来的安全风险，为炸药机加工艺参数的变更管理提供决策依据。

作者:何松伟 肖承 黄立凤 单位:中国工程物理研究院化工材料研究所