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1炸藥切削安全評估試驗方法的選擇

1.1二項分布評估方法的優缺點。二項分布評估方法，又稱經典計數法，作為一種傳統的火工品可靠性的評定方法，計算比較簡單，計算程序也比較完善，對一些結構簡單，成本較低的火工品來說，不失為一種簡便快捷的試驗方法。但對于成本較高的火工品來說，用計數法來評定其可靠性，一是樣本量太大，成本較高。二是信息量浪費太大，計數法只是利用了產品發火這一個信息，隨著高新技術的應用，試驗中設備和手段的進步和多樣化，使實驗信息具有了多種信息源。因此，如何利用小子樣的統計方法，在保證可靠性的情況下，盡量減少樣本量，就具有了十分重要的經濟和軍事效益。1.2最大熵試驗法的原理及應用條件。基于最大熵試驗法的可靠性評估方法已成功應用于航天火工裝置的可靠性評估中，可以成功地驗證產品達到0.9999~0.999999的高可靠度，并能最大限度地減少實驗所需的次數。最大熵試驗法適用于有數量指標的物理量，例如電壓、藥量、間隙等。依據最大熵原理推導出熵強化系數K所對應的工況點A做最大熵試驗所需的樣本量的計算公式為：NK=ln（1-γ）ln[1-（1-R）k1]（1）式中：NK—熵強化系數K所對應的工況點A做最大熵試驗所需的樣本量（即試驗次數）；γ—設計工況點B置信度指標；R—設計工況點B可靠度指標；K—熵強化系數。熵強化系數K的計算公式為：K=CRC（2）式中：CR—熵強化系數對應的試驗工況點K的載荷量；C—設計工況點B的載荷量。1.3最大熵試驗法的實施步驟。首先，確定工況點B和工況點A載荷量，進而確定熵強化系數K。其次，根據在設計工況點B對置信度要求γ和所要驗證的可靠性指標R，以及由步驟一所確定的熵強化系數K，按公式（1）求出做最大熵試驗所需的樣本量NK。最后，在K所對應的工況點A進行成敗型試驗。若NK個樣本，全部成功，則認為產品滿足在設計值工況點B置信度為γ，可靠度為R的要求。

2最大熵試驗法的安全可靠性評估試驗

2.1試驗設計。依據最大熵試驗法的實施步驟和推導出的計算公式（1），確定安全切削試驗方案中的熵強化系數K和試驗次數NK。將線速度目標值vB作為設計工況點B的工藝參數，將線速度目標值vB放大一定倍數后的線速度vA作為試驗工況點A的工藝參數，保持進給量f和切削深度ao不變。考慮到切削熱的大小直接影響了炸藥切削過程的安全性，將工況點B和工況點A分別對應的單位時間內產生的切削熱Q作為兩工況點的載荷量。單位時間內產生的切削熱Q依據公式（3）計算。Q=Fcv+Fff（3）其中，Fc和Ff為主切削力和進給抗力，v和f為切削速度和進給量。針對工況點B和工況點A對應的切削參數，在冷卻水條件下，測試兩工況點的切削力，計算單位時間內產生的切削熱QB與QA，再計算熵強化系數K和試驗次數NK。2.2試驗工況點。A參數的確定針對同一種刀具和某一低感炸藥，在線速度（100～1000）m/min范圍內，開展線速度與切削熱的單調性考核試驗，考核切削熱是否隨線速度的增大而增大。針對考核結果，選取出產生切削熱最大的線速度值以作為試驗工況點A的切削參數。試驗結果表明，在線速度（100～800）m/min范圍內，切削熱是隨線速度的增大而增大，但當線速度大于800m/min時，隨著線速度的增加，產生的切削熱基本保持不變。因此將試驗工況點A的線速度VA確定為800m/min。2.3試驗次數。NA的確定將試驗工況點B的線速度vB確定為100m/min。設置置信水平γ=0.95，安全可靠度R=0.999999時，根據最大熵試驗原理以及計算公式（1），計算出試驗工況點A的熵強化系數K=7.5，從而計算出所需的試驗次數NK=18。2.4試驗驗證和結果分析。在水冷卻條件下，選用同一種刀具，在選取的試驗工況點A參數條件下開展18次的安全切削驗證試驗。整個試驗過程采用遠控隔離操作，確保人員安全。試驗結果顯示，18次試驗中無一次出現異味以及肉眼可見的變色、燃燒、爆炸現象，證明試驗過程是安全的，在設計工況點B狀態下進行炸藥切削，可達到置信度γ=0.95，安全可靠度R=0.999999的要求。

3結論

最大熵試驗法將工藝參數的變更與成敗型試驗相結合起來，以更加優化的方法驗證安全切削試驗的可行性，并最大限度的減少了所需試驗樣本量。為深入研究精密炸藥切削工藝，針對不同感度的炸藥在現行切削工藝參數基礎上再提高其適用范圍而開展安全切削試驗提供了理論基礎。（1）基于最大熵試驗法設計的安全切削試驗，可以達到相當高的置信水平和安全可靠度。（2）基于最大熵試驗法的安全切削試驗是一種有效的安全評估方法。基于最大熵試驗法的安全切削試驗，結合炸藥安全性的沖感、摩感等感度評定結果，以及跌落、類沖塞等安全試驗，可以更加全面地評估由于炸藥機加工藝參數的變更所帶來的安全風險，為炸藥機加工藝參數的變更管理提供決策依據。

作者:何松偉 肖承 黃立鳳 單位:中國工程物理研究院化工材料研究所