2011年 31卷 第5期
2011, 31(5): 449-454.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0449-06
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本文被引
摘要:
对坑道口部的内爆炸效应进行了系统的实验研究,探讨了端部不同开闭工况下多级穿廊结构内的 冲击波传播规律、作用在防护门上的荷载规律及门后次生冲击波的发展与变化规律,给出了多级穿廊结构坑 道内各分段之间冲击波超压衰减变化的量值关系。实验结果表明,多级穿廊结构不仅能显著衰减冲击波峰值 压力,而且与单一的直坑道相比,在同样的冲击波衰减幅值条件下具有更经济的工程量。
对坑道口部的内爆炸效应进行了系统的实验研究,探讨了端部不同开闭工况下多级穿廊结构内的 冲击波传播规律、作用在防护门上的荷载规律及门后次生冲击波的发展与变化规律,给出了多级穿廊结构坑 道内各分段之间冲击波超压衰减变化的量值关系。实验结果表明,多级穿廊结构不仅能显著衰减冲击波峰值 压力,而且与单一的直坑道相比,在同样的冲击波衰减幅值条件下具有更经济的工程量。
2011, 31(5): 455-462.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0455-08
摘要:
利用等应变测试法获取了304及316L激光焊接焊缝材料的准静态应力应变曲线,发现焊缝材料 具有明显的细晶硬脆化趋势。利用SHTB技术对304、316L及焊接构件材料高温动态力学性能进行了研究。 根据动态实验数据对不锈钢304及316L母材应变率及温度相关的Johnson-Cook本构方程参数进行了拟合。 利用LS-DYNA建立了SHTB动态拉伸实验数值模型,发现了在应力波加载初始阶段由于结构效应及材料 阻抗不匹配引起的应力不平衡现象。通过动态实验与数值模拟相结合的方法确定了焊缝材料的应变率相关 本构参数。
利用等应变测试法获取了304及316L激光焊接焊缝材料的准静态应力应变曲线,发现焊缝材料 具有明显的细晶硬脆化趋势。利用SHTB技术对304、316L及焊接构件材料高温动态力学性能进行了研究。 根据动态实验数据对不锈钢304及316L母材应变率及温度相关的Johnson-Cook本构方程参数进行了拟合。 利用LS-DYNA建立了SHTB动态拉伸实验数值模型,发现了在应力波加载初始阶段由于结构效应及材料 阻抗不匹配引起的应力不平衡现象。通过动态实验与数值模拟相结合的方法确定了焊缝材料的应变率相关 本构参数。
2011, 31(5): 463-468.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0463-06
摘要:
对UHL-5炸药在侧向9点偏心定向起爆和几何中心点起爆时的水下爆炸近场峰值压力分布特性 进行实验研究和数值模拟,得到2种起爆条件下不同距离与方位角测点处冲击波峰值压力和侧向9点起爆时 的定向增益区域。结果表明,对于5kg圆柱形UHL-5装药,采用侧向9点偏心定向起爆方式时,在爆距 750mm、方位角90范围内的流场区域具有明显的峰值压力定向性。
对UHL-5炸药在侧向9点偏心定向起爆和几何中心点起爆时的水下爆炸近场峰值压力分布特性 进行实验研究和数值模拟,得到2种起爆条件下不同距离与方位角测点处冲击波峰值压力和侧向9点起爆时 的定向增益区域。结果表明,对于5kg圆柱形UHL-5装药,采用侧向9点偏心定向起爆方式时,在爆距 750mm、方位角90范围内的流场区域具有明显的峰值压力定向性。
2011, 31(5): 469-474.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0469-06
摘要:
针对柔性材料大变形、非线性等特点,对柔性储液罐的冲击响应规律进行研究,依据实验结果,采 用ALE有限元方法对冲击情况下柔性罐状储液容器及其中流体的动态响应进行了数值模拟。所得结果与 实验结果具有较好的一致性。在此基础上,深入分析了空投高度、装水量等对柔性储液罐动态响应的影响规 律。重点关注了表面一些关键部位的变形和应力变化情况。结果表明,柔性储液罐的动态应力和变形均与抛 落高度成正比。但表面最大应力与装水量呈V型关系。
针对柔性材料大变形、非线性等特点,对柔性储液罐的冲击响应规律进行研究,依据实验结果,采 用ALE有限元方法对冲击情况下柔性罐状储液容器及其中流体的动态响应进行了数值模拟。所得结果与 实验结果具有较好的一致性。在此基础上,深入分析了空投高度、装水量等对柔性储液罐动态响应的影响规 律。重点关注了表面一些关键部位的变形和应力变化情况。结果表明,柔性储液罐的动态应力和变形均与抛 落高度成正比。但表面最大应力与装水量呈V型关系。
2011, 31(5): 475-480.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0475-06
摘要:
基于刚体极限平衡法及等效加速度计算方法,根据爆破振动峰值速度衰减规律和振动速度时程曲 线,以一定时间步长进行整个爆破过程不同时刻边坡稳定系数的分析,得到了相应爆破振动作用下的边坡动 力稳定性安全系数时程曲线。结果表明,基于等效加速度的边坡爆破动力稳定性分析,对稳定性较好的边坡, 爆破振动荷载作用下,稳定性安全系数一般降低2%~4%,振动主频率越高,则边坡稳定性系数越大,而常规 的折减系数法可能放大爆破振动对边坡稳定性的危害。
基于刚体极限平衡法及等效加速度计算方法,根据爆破振动峰值速度衰减规律和振动速度时程曲 线,以一定时间步长进行整个爆破过程不同时刻边坡稳定系数的分析,得到了相应爆破振动作用下的边坡动 力稳定性安全系数时程曲线。结果表明,基于等效加速度的边坡爆破动力稳定性分析,对稳定性较好的边坡, 爆破振动荷载作用下,稳定性安全系数一般降低2%~4%,振动主频率越高,则边坡稳定性系数越大,而常规 的折减系数法可能放大爆破振动对边坡稳定性的危害。
2011, 31(5): 481-489.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0481-09
摘要:
针对弹体高速正侵彻和斜侵彻混凝土/岩石半无限靶,基于考虑弹头质量磨蚀的弹体轴向阻力计 算方法,结合弹体在非对称质量磨蚀及斜侵彻条件下所受的横向作用力,给出了高速弹体在正侵彻和斜侵彻 两种状态下弹体结构屈服的分析方法,得到了在给定弹体壁厚条件下保持弹体结构稳定性的弹体极限初始 撞击速度的要求,并讨论了不同的弹靶组合条件对弹体极限初始撞击速度的影响。
针对弹体高速正侵彻和斜侵彻混凝土/岩石半无限靶,基于考虑弹头质量磨蚀的弹体轴向阻力计 算方法,结合弹体在非对称质量磨蚀及斜侵彻条件下所受的横向作用力,给出了高速弹体在正侵彻和斜侵彻 两种状态下弹体结构屈服的分析方法,得到了在给定弹体壁厚条件下保持弹体结构稳定性的弹体极限初始 撞击速度的要求,并讨论了不同的弹靶组合条件对弹体极限初始撞击速度的影响。
2011, 31(5): 490-496.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0490-07
摘要:
基于延性扩孔模式,分析了尖头弹穿甲韧性金属靶的Chen-and-Li模型和Forrestal-and-Warren模 型。结果表明,2种模型形式相同但适用范围不同,差异源于分别应用球形和柱形动态空腔膨胀理论。将2 种模型与相关尖头弹穿甲金属靶的实验数据做了比较,对应于尖头刚性弹对韧性金属靶的延性扩孔穿甲,理 论分析与实验结果吻合。
基于延性扩孔模式,分析了尖头弹穿甲韧性金属靶的Chen-and-Li模型和Forrestal-and-Warren模 型。结果表明,2种模型形式相同但适用范围不同,差异源于分别应用球形和柱形动态空腔膨胀理论。将2 种模型与相关尖头弹穿甲金属靶的实验数据做了比较,对应于尖头刚性弹对韧性金属靶的延性扩孔穿甲,理 论分析与实验结果吻合。
2011, 31(5): 497-503.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0497-07
摘要:
采用14.5mm 滑膛枪发射直径6mm 的钢质球形弹丸对双层钢/铝、3层钢/铝/钢爆炸复合靶进 行侵彻实验,借助LS-DYNA3D非线性有限元程序进行数值模拟,应用固连-失效模型反映层间结合,分析了 不同组合形式对靶板抗侵彻性能的影响,并对毁伤机理进行初步分析。结果表明:靶板总厚度一定时,3层靶 的抗侵彻性能优于双层靶;双层靶的钢面板与铝背板厚度比为约2∶1时抗侵彻性能最好。面板的毁伤机理 为剪切冲塞耗能,铝背板的毁伤机理为延性扩孔,钢背板为开瓣扩孔;数值模拟同实验结果吻合良好,表明固 连-失效模型可以较好地反映出层间结合对抗侵彻性能的影响。
采用14.5mm 滑膛枪发射直径6mm 的钢质球形弹丸对双层钢/铝、3层钢/铝/钢爆炸复合靶进 行侵彻实验,借助LS-DYNA3D非线性有限元程序进行数值模拟,应用固连-失效模型反映层间结合,分析了 不同组合形式对靶板抗侵彻性能的影响,并对毁伤机理进行初步分析。结果表明:靶板总厚度一定时,3层靶 的抗侵彻性能优于双层靶;双层靶的钢面板与铝背板厚度比为约2∶1时抗侵彻性能最好。面板的毁伤机理 为剪切冲塞耗能,铝背板的毁伤机理为延性扩孔,钢背板为开瓣扩孔;数值模拟同实验结果吻合良好,表明固 连-失效模型可以较好地反映出层间结合对抗侵彻性能的影响。
2011, 31(5): 504-509.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0504-06
摘要:
利用改进的SHTB实验设备,对316L和304不锈钢焊接结构的动态力学性能进行了实验。提出 了一种适用于焊接结构件的新型的SHTB夹持装置,并在应变率约103s-1、温度为25~500℃的环境下获得 了焊接结构件动态应力-应变曲线。研究表明:随应变率的升高,结构件的屈服强度和抗拉强度随应变率的增 大而增大,随温度的升高而降低,温度对结构件塑性流动应力的影响更明显。
利用改进的SHTB实验设备,对316L和304不锈钢焊接结构的动态力学性能进行了实验。提出 了一种适用于焊接结构件的新型的SHTB夹持装置,并在应变率约103s-1、温度为25~500℃的环境下获得 了焊接结构件动态应力-应变曲线。研究表明:随应变率的升高,结构件的屈服强度和抗拉强度随应变率的增 大而增大,随温度的升高而降低,温度对结构件塑性流动应力的影响更明显。
2011, 31(5): 510-515.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0510-06
摘要:
针对实际工况地下受限空间一次着火明火熄灭后,残余气体遭遇局部高温热源而导致的二次热着 火的特殊现象进行实验。讨论了油气二次热着火的临界温度、临界浓度、着火强度、着火概率和着火模式。发 现油气二次热着火的强度和概率更大,着火持续时间更短。总结出油气一次热着火后遭遇高温热源能否发生 二次热着火的综合判据。二次热着火概率与环境温度的关系满足指数关系式 =aeb cT+d 。
针对实际工况地下受限空间一次着火明火熄灭后,残余气体遭遇局部高温热源而导致的二次热着 火的特殊现象进行实验。讨论了油气二次热着火的临界温度、临界浓度、着火强度、着火概率和着火模式。发 现油气二次热着火的强度和概率更大,着火持续时间更短。总结出油气一次热着火后遭遇高温热源能否发生 二次热着火的综合判据。二次热着火概率与环境温度的关系满足指数关系式 =aeb cT+d 。
2011, 31(5): 516-520.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0516-05
摘要:
为研究不同双方程湍流模型对制退机内复杂流场计算的适用性,以某火炮制退机为研究对象,建 立了实际结构下的三维计算模型,利用动网格与滑移网格技术,实现了火炮实际后坐速度下的制退机内部三 维运动流场的数值计算。分别采用标准k- 模型、RNGk- 模型和Realizablek- 模型计算制退机内部各腔室 压力,与实验曲线对比,结果表明,应用标准k-模型对后坐冲击过程的制退机内部压力计算的误差最小,与 实验结果吻合最好。
为研究不同双方程湍流模型对制退机内复杂流场计算的适用性,以某火炮制退机为研究对象,建 立了实际结构下的三维计算模型,利用动网格与滑移网格技术,实现了火炮实际后坐速度下的制退机内部三 维运动流场的数值计算。分别采用标准k- 模型、RNGk- 模型和Realizablek- 模型计算制退机内部各腔室 压力,与实验曲线对比,结果表明,应用标准k-模型对后坐冲击过程的制退机内部压力计算的误差最小,与 实验结果吻合最好。
2011, 31(5): 521-527.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0521-07
摘要:
通过建立站立、坐姿、行走状态下的人体集中参数模型,分析水下爆炸载荷作用下舰员的冲击响 应,讨论了水下爆炸冲击强度与人体冲击损伤的关系,并依据常用的损伤标准进行损伤程度的评估,为水面舰 艇舰员冲击防护提供指导。
通过建立站立、坐姿、行走状态下的人体集中参数模型,分析水下爆炸载荷作用下舰员的冲击响 应,讨论了水下爆炸冲击强度与人体冲击损伤的关系,并依据常用的损伤标准进行损伤程度的评估,为水面舰 艇舰员冲击防护提供指导。
2011, 31(5): 528-562.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0528-05
摘要:
根据红外热成像仪所测的某温压炸药和TNT爆炸火球的表征参量数据,分析了火球热辐射的动 态模型,对爆炸火球变化规律进行了定量描述。以具有时间属性的爆炸火球热辐射动态模型为基础,比较了 温压炸药和TNT装药爆炸火球热毁伤效应。研究结果表明,温压炸药的热辐射剂量可达TNT 热辐射剂量 的3.6~4.8倍,温压炸药具有明显的高温毁伤优势;与静态模型相比,动态模型能用来更好地模拟火球的动 态变化过程,更合理地评估炸药的热辐射毁伤效应。
根据红外热成像仪所测的某温压炸药和TNT爆炸火球的表征参量数据,分析了火球热辐射的动 态模型,对爆炸火球变化规律进行了定量描述。以具有时间属性的爆炸火球热辐射动态模型为基础,比较了 温压炸药和TNT装药爆炸火球热毁伤效应。研究结果表明,温压炸药的热辐射剂量可达TNT 热辐射剂量 的3.6~4.8倍,温压炸药具有明显的高温毁伤优势;与静态模型相比,动态模型能用来更好地模拟火球的动 态变化过程,更合理地评估炸药的热辐射毁伤效应。
2011, 31(5): 533-569.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0533-07
摘要:
基于Autodyn软件,应用SPH 算法对长杆弹高速侵彻多层间隔金属靶板的过程进行数值模拟,分 析了弹体侵彻靶板后的剩余速度、剩余动能、以及形成的破片及其飞散情况,同时模拟初始速度及弹体质量对 侵彻过程的影响。通过与实验结果的比较,表明数值模拟的结果是合理的,能够准确模拟长杆弹对多层间隔 靶的高速侵彻过程,对预测弹体侵彻性能以及对长杆弹进行优化设计具有一定的指导价值。
基于Autodyn软件,应用SPH 算法对长杆弹高速侵彻多层间隔金属靶板的过程进行数值模拟,分 析了弹体侵彻靶板后的剩余速度、剩余动能、以及形成的破片及其飞散情况,同时模拟初始速度及弹体质量对 侵彻过程的影响。通过与实验结果的比较,表明数值模拟的结果是合理的,能够准确模拟长杆弹对多层间隔 靶的高速侵彻过程,对预测弹体侵彻性能以及对长杆弹进行优化设计具有一定的指导价值。
2011, 31(5): 540-547.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0540-08
摘要:
利用?74mmSHPB实验装置对钢纤维活性粉末混凝土(RPC)进行动态压缩实验和动态劈裂拉 伸实验。获得了钢纤维RPC在1~102s-1应变率加载下的动态力学参数。对试件内的动态应力分布进行数 值模拟,验证了动态实验的有效性。结果表明,钢纤维RPC的动态压缩和动态劈裂拉伸的力学性能均表现出 显著的应变率效应。随着应变率的增加,钢纤维RPC冲击压缩破坏应力、冲击压缩破坏应变、弹性模量、动态 劈裂拉伸破坏应力均有一定程度的增加,动态拉压比相对静态拉压比也有显著的提高。
利用?74mmSHPB实验装置对钢纤维活性粉末混凝土(RPC)进行动态压缩实验和动态劈裂拉 伸实验。获得了钢纤维RPC在1~102s-1应变率加载下的动态力学参数。对试件内的动态应力分布进行数 值模拟,验证了动态实验的有效性。结果表明,钢纤维RPC的动态压缩和动态劈裂拉伸的力学性能均表现出 显著的应变率效应。随着应变率的增加,钢纤维RPC冲击压缩破坏应力、冲击压缩破坏应变、弹性模量、动态 劈裂拉伸破坏应力均有一定程度的增加,动态拉压比相对静态拉压比也有显著的提高。
2011, 31(5): 548-552.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0548-05
摘要:
从岩石内炸药爆轰能量释放形式的角度,结合现场实时爆破振动监测数据,对比分析2种不同炸 药性能的炸药产生的爆破振动特性,并对质点振动速度峰值的衰减规律及爆破振动持续时间进行回归分析。 结果表明:除单响炸药量和爆心距,炸药自身性能对爆破振动效应的衰减规律和振动持续时间也有很大影响。
从岩石内炸药爆轰能量释放形式的角度,结合现场实时爆破振动监测数据,对比分析2种不同炸 药性能的炸药产生的爆破振动特性,并对质点振动速度峰值的衰减规律及爆破振动持续时间进行回归分析。 结果表明:除单响炸药量和爆心距,炸药自身性能对爆破振动效应的衰减规律和振动持续时间也有很大影响。
2011, 31(5): 553-556.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0553-04
摘要:
采用唯象反应率模型与慢放能函数相结合方法,研究钝感炸药波后缓慢放能过程对爆轰过程的影 响,计算结果与实验对比分析表明,慢放能反应率模型可更好地描述钝感炸药的爆轰物理过程。
采用唯象反应率模型与慢放能函数相结合方法,研究钝感炸药波后缓慢放能过程对爆轰过程的影 响,计算结果与实验对比分析表明,慢放能反应率模型可更好地描述钝感炸药的爆轰物理过程。
2011, 31(5): 557-560.
doi: 10.11883/1001-1455(2011)05-0557-04
摘要:
鉴于目前连铸辊制造工艺存在的不足,以爆炸复合法制造1Cr13Mo/45钢复合轧辊,并以爆炸复 合工艺为研究对象,采用超声波探伤和金相观察等方法,研究药厚和间隙大小对复合界面波形的影响。结果 表明:药厚一定的情况下,间隙对复合轧辊界面波形的影响较大;而在间隙一定的情况下,药厚对复合轧辊界 面波形的影响不明显。通过实验,获得了该材质下复合轧辊的最佳爆炸复合工艺。
鉴于目前连铸辊制造工艺存在的不足,以爆炸复合法制造1Cr13Mo/45钢复合轧辊,并以爆炸复 合工艺为研究对象,采用超声波探伤和金相观察等方法,研究药厚和间隙大小对复合界面波形的影响。结果 表明:药厚一定的情况下,间隙对复合轧辊界面波形的影响较大;而在间隙一定的情况下,药厚对复合轧辊界 面波形的影响不明显。通过实验,获得了该材质下复合轧辊的最佳爆炸复合工艺。
