金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

任国武; 郭昭亮; 张世文; 汤铁钢; 金山; 胡海波

doi:10.11883/1001-1455(2015)06-0895-06

ISSN 1001-1455 CN 51-1148/O3
EI Compendex、CA收录
力学类中文核心期刊
中国科技核心期刊、CSCD统计源期刊

第十三届全国爆炸力学学术会议（第二轮通知）第十三届全国爆炸力学学术会议第一轮通知

高级检索

E-mail Alert

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

任国武 , 郭昭亮 , 张世文 , 汤铁钢 , 金山 , 胡海波

引用本文:

Citation:

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

1.
中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳 621999；
2.
中国工程物理研究院，四川绵阳 621999

Experiment and numerical simulation on expansion deformation and fracture of cylindrical shell

1.
Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621999, Sichuan, China;
2.
China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621999, Sichuan, China

摘要: 基于一端起爆的柱壳外爆加载装置，采用多普勒速度测量仪（DPS）及高速分幅相机联合诊断柱壳的膨胀断裂过程。实验获得了壳体表面的速度历史和膨胀变形、裂纹萌生扩展到爆轰产物泄露的动态图像。利用光滑粒子流体动力学方法（SPH）开展了对应的数值模拟，计算结果与实验结果吻合较好。实验与数值模拟结果系统地给出了冲击波入射柱壳角、爆轰波稀疏角、内壁速度压力历史及壳体变形应变、壳体断裂等物理信息。
- 固体力学 /
- 断裂 /
- DPS /
- SPH /
- 柱壳 /
- 速度历史
Abstract: Relying on the explosively driven setting of one-end detonator initiation and using the Doppler velocimetry and high-speed framing camera, we diagnosed the expansion and fracture process of the cylindrical shell. The results obtained from our experiment provide the velocity-time history of the shell surface and its dynamic snapshots referring to expansion deformation, crack initiation and propagation, and explosion product leakage. The results from the SPH simulation are in reasonably good agreement with the experimental findings. Systemic analysis of experiments and simulations determine incident angle of shock wave for cylindrical shell, releasing angle of explosion wave, velocity and pressure profile of internal wall and deformed strain, fracture process of cylindrical shell.
- solid mechanics /
- fracture /
- DPS /
- SPH /
- cylindrical shell /
- velocity profile

[1]	刘军 , 李玉龙 , 徐绯 . 基于PAM-CRASH的鸟撞飞机风挡动响应分析. 爆炸与冲击, 2009, 29(1): 80-84. doi: 10.11883/1001-1455(2009)01-0080-05
[2]	郭昭亮 , 范诚 , 刘明涛 , 任国武 , 汤铁钢 , 刘仓理 . 爆炸与电磁加载下无氧铜环、柱壳的断裂模式转变. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 1072-1079. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-1072-08
[3]	周杰 , 徐胜利 . 弹丸入水特性的SPH计算模拟. 爆炸与冲击, 2016, 36(3): 326-332. doi: 10.11883/1001-1455(2016)03-0326-07
[4]	杨扬 , 徐绯 , 张岳青 , 汤忠斌 . 平纹编织C/SiC复合材料低速冲击数值模拟. 爆炸与冲击, 2015, 35(1): 22-28. doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0022-07
[5]	张志彪 , 黄风雷 . 内部爆炸加载下柱壳的环周分裂数. 爆炸与冲击, 2015, 35(5): 763-767. doi: 10.11883/1001-1455(2015)05-0763-05
[6]	任国武 , 温上捷 , 张茹 , 郭昭亮 , 汤铁钢 . 约束层对金属柱壳膨胀变形影响的数值模拟. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 946-951. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0946-06
[7]	刘峥 , 程怡豪 , 邱艳宇 , 邓国强 , 王明洋 . 成层式防护结构抗超高速侵彻的数值分析. 爆炸与冲击, 2018, 38(6): 1317-1324. doi: 10.11883/bzycj-2017-0181
[8]	刘义 , 秦承森 , 杭义洪 , 王裴 . 改进的泰勒公式及其数值验证. 爆炸与冲击, 2006, 26(4): 289-293. doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0289-05
[9]	沈飞 , 王辉 , 屈可朋 , 张皋 . 不同晶粒度无氧铜管在爆轰加载下的膨胀及断裂特性. 爆炸与冲击, 2020, 40(2): 022201-1-022201-9. doi: 10.11883/bzycj-2019-0063
[10]	李磊 , 沈兆武 , 李学岭 , 倪小军 . SPH 方法在聚能装药射流三维数值模拟中的应用. 爆炸与冲击, 2012, 32(3): 316-322. doi: 10.11883/1001-1455(2012)03-0316-07
[11]	强洪夫 , 范树佳 , 陈福振 , 刘虎 . 基于拟流体模型的SPH新方法及其在弹丸超高速碰撞薄板中的应用. 爆炸与冲击, 2017, 37(6): 990-1000. doi: 10.11883/1001-1455(2017)06-0990-11
[12]	卞梁 , 王肖钧 , 章杰 . 高速碰撞数值计算中的SPH自适应粒子分布法. 爆炸与冲击, 2009, 29(6): 607-612. doi: 10.11883/1001-1455(2009)06-0607-06
[13]	肖毅华 , 胡德安 , 韩旭 , 杨刚 . 一种自适应轴对称FEM-SPH 耦合算法及其在高速冲击模拟中的应用. 爆炸与冲击, 2012, 32(4): 384-392. doi: 10.11883/1001-1455(2012)04-0384-09
[14]	汤铁钢 , 李庆忠 , 孙学林 , 孙占峰 , 金山 , 谷岩 . 45钢柱壳膨胀断裂的应变率效应. 爆炸与冲击, 2006, 26(2): 129-133. doi: 10.11883/1001-1455(2006)02-0129-05
[15]	刘明涛 , 汤铁钢 , 胡海波2 , 李庆忠 , 胡秀章 , 李永池 . 不同起爆方式下炸药驱动柱壳膨胀断裂的数值模拟. 爆炸与冲击, 2014, 34(4): 415-420. doi: 10.11883/1001-1455(2014)04-0415-06
[16]	王吉 , 王肖钧 , 卞梁 . 光滑粒子法与有限元的耦合算法及其在冲击动力学中的应用. 爆炸与冲击, 2007, 27(6): 522-528. doi: 10.11883/1001-1455(2007)06-0522-07
[17]	赵燕 , 徐绯 , 李玉龙 , 陈刘定 . 一种改进的可阻止SPH数值断裂的方法. 爆炸与冲击, 2009, 29(5): 503-508. doi: 10.11883/1001-1455(2009)05-0503-06
[18]	胡昌明 , 王翔 , 刘仓理 , 蔡灵仓 . 阵列DPS测量技术在材料动态力学性能研究中的应用. 爆炸与冲击, 2010, 30(1): 105-108. doi: 10.11883/1001-1455(2010)01-0105-04
[19]	陈成军 , 谢若泽 , 张方举 . 内部填充泡沫铝的柱壳力学响应数值模拟. 爆炸与冲击, 2011, 31(4): 361-366. doi: 10.11883/1001-1455(2011)04-0361-06
[20]	贾光辉 , 黄海 , 胡震东 . 超高速撞击数值仿真结果分析. 爆炸与冲击, 2005, 25(1): 47-53. doi: 10.11883/1001-1455(2005)01-0047-07

点击查看大图

计量

文章访问数: 956
HTML全文浏览量: 149
PDF下载量: 710
被引次数: 0

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

1. 中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳 621999；
2. 中国工程物理研究院，四川绵阳 621999

网络出版日期: 2015-11-25

关键词:

固体力学 /
断裂 /
DPS /
SPH /
柱壳 /
速度历史

摘要: 基于一端起爆的柱壳外爆加载装置，采用多普勒速度测量仪（DPS）及高速分幅相机联合诊断柱壳的膨胀断裂过程。实验获得了壳体表面的速度历史和膨胀变形、裂纹萌生扩展到爆轰产物泄露的动态图像。利用光滑粒子流体动力学方法（SPH）开展了对应的数值模拟，计算结果与实验结果吻合较好。实验与数值模拟结果系统地给出了冲击波入射柱壳角、爆轰波稀疏角、内壁速度压力历史及壳体变形应变、壳体断裂等物理信息。

English Abstract

全文HTML

下载: 全尺寸图片幻灯片

返回文章

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

Experiment and numerical simulation on expansion deformation and fracture of cylindrical shell

计量

出版历程

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟

English Abstract

Experiment and numerical simulation on expansion deformation and fracture of cylindrical shell

全文HTML

目录