• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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实现应变率为105~106 s-1的阻抗梯度飞片复杂加载波形计算分析
柏劲松, 李蕾, 俞宇颖, 王宇, 张红平, 罗国强, 沈强, 戴诚达, 谭华, 吴强, 张联盟
2015, 35(6): 792-798. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0792-07
为了在气炮上实现应变率为105~106 s-1的复杂加载技术研究,采用自行研制的拉格朗日程序MLEP(multi-material Lagrangian elastic-plastic)对Al-Cu-W材料体系的阻抗梯度飞片复杂加载不锈钢靶板进行数值模拟,计算设计并分析了阻抗梯度飞片的厚度和密度分布指数对靶板压力、速度和应变率峰值等波形的影响。结果表明:密度指数分布越大,加载时间越短,加载后期的压力、速度和应变率峰值曲线更陡峭;同时,为了避免靶板/LiF窗口界面反射的稀疏波早于阻抗梯度飞片后界面反射的稀疏波达到碰撞面位置,计算设计中还考虑了飞片厚度的影响。此外,对基于理论设计的阻抗梯度飞片进行了动态考核实验,实验结果基本反映了预期的设计,为材料强度的测量奠定了基础。
关键词: 固体力学, 复杂加载, 计算设计, 阻抗梯度飞片, Al-Cu-W体系
SPH 方法在聚能装药射流三维数值模拟中的应用
李磊, 沈兆武, 李学岭, 倪小军
2012, 32(3): 316-322. doi: 10.11883/1001-1455(2012)03-0316-07
采用有限元软件LS-DYNA中的SPH 算法实现聚能装药射流形成过程的三维数值模拟。将SPH 方法和FEM 方法与理论计算结果相比较。研究结果表明:SPH 数值模拟计算过程十分稳定,避免了有限元 数值模拟过程中的网格扭曲、缠绕和物质穿透等问题,而且计算精度比有限元方法更高;采用SPH 方法计算 的射流速度、射流长度与有限元计算结果和理论计算结果的误差均小于5%,因此该方法对于模拟诸如聚能 装药等多介质、大变形问题十分有效;初始相邻粒子数N 的最佳取值范围为600~1800,在该范围内计算结 果的误差小于3%,且计算效率高。
关键词: 流体力学, 初始相邻粒子数, 聚能射流, SPH
水泥试样爆炸压裂实验及裂纹分形评价
徐鹏, 程远方, 张晓春, 李蕾, 贾江鸿, 刘晓兰
2011, 31(2): 179-184. doi: 10.11883/1001-1455(2011)02-0179-06
通过室内爆炸压裂模拟实验,得到常压和20MPa围压2种情况下的爆炸压裂效果,并对实验结果 进行了对比分析,分析结果表明:围压对裂纹扩展路径、形状、弯曲度都有一定影响,与常压下的裂纹扩展情况 相比,施加围压后得到的裂纹数量少、长度短、弯曲明显。在对爆炸压裂形成的裂纹进行定性描述的基础上, 利用分形理论,对裂纹的分形特征进行了描述,并对裂纹的分形维数进行了求解。结果表明:同一实验条件、 同一试样表面形成的裂纹,分形维数也不完全相同,围压条件下形成的裂纹维数高于常压下的裂纹维数。
关键词: 爆炸力学, 分形评价, 围压, 爆炸压裂, 水泥
爆炸场瞬态高温测试的实验研究
张云明, 刘庆明, 李磊, 汪建平
2014, 34(5): 513-520. doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0513-08
针对爆炸场瞬态高温测量需求,从辐射测温原理出发,建立红外比色测温系统。通过黑体炉实验 标定出Si/Ge双通道比色测温仪的波长、带宽、光电转换系数等工作参数和测温范围,并将比色测温仪高温测 温量程扩展至3500℃。利用大能量电火花放电产生的爆炸场标定了测温仪的响应时间,结果显示测温仪响 应时间不超过10s。确定了标准测温仪和超限测温仪的温度计算公式,并将比色测温仪应用于TNT 柱状 炸药和云爆剂(FAE)爆炸场温度测试,可以为爆炸反应过程诊断和爆炸温度毁伤效应评估提供依据。
关键词: 爆炸力学, 比色测温仪, 光辐射, 爆炸场, 瞬态高温
液体的爆炸抛撒特征
任晓冰, 李磊, 严晓芳, 陆晓霞, 王金生, 王海燕
2010, 30(5): 487-492. doi: 10.11883/1001-1455(2010)05-0487-06
针对液体爆炸抛撒过程设计了实验装置,利用高速摄像仪进行记录。通过研究不同中心装药量和 填充液体的抛撒过程,发现在壳体破裂后,液体沿裂缝处向外飞散。药量较小时,液体分散成树枝状形态,然 后破碎成液滴;药量较大时,则形成液体环状区。对于不同粘度的液体,环状区分别由小液滴及已雾化、汽化 的液体,或大液滴、液体丝及液膜等组成,抛撒过程中其宽度越来越大,大液滴、液体丝及液膜等也逐渐破碎成 细小的液滴。
关键词: 爆炸力学, 爆炸抛撒, 破碎, 液体, 液滴, 粘性
壳体约束对液体爆炸抛撒流场特性的影响
陆晓霞, 李磊, 赵守田, 严晓芳, 王金生, 韩超
2016, 36(6): 803-810. doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0803-08
进行了不同壳体约束条件下的液体爆炸抛撒实验,讨论了壳体对起爆后早期抛撒流场特征的影响,分析了爆炸分散过程中液体的状态变化和破碎分散机理,并通过数值模拟进行了对比分析。结果表明,在爆炸反射稀疏波的作用下液体发生空化现象,壳体强度越高,空化发生的延迟越大,发生位置越靠近爆心,同时,爆炸产物气体与液体在其界面附近越早发生掺混。
关键词: 流体力学, 爆炸抛撒, 壳体, 液体, 空化
采用Logistic统计法分析片状铝粉的最小点火能
李磊, 刘庆明, 高克平
2014, 34(2): 161-166. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0161-06
在1.28LMIKE3管内对不同浓度的片状铝粉-空气混合物进行最小点火能测试;基于统计分析的 Logistic回归模型,采用用以概率表示粉尘云最小点火能的计算方法,借助SPSS统计分析软件计算得到各浓 度下片状铝粉点火概率随能量的分布曲线。研究结果表明:片状铝粉的最小点火能随浓度的增大先迅速减小 后保持在一定的能量范围内,其爆炸敏感度比普通球状铝粉更高;与采用其他方法的计算结果相比,以概率表 示特定物质的最小点火能更符合实际情况。
关键词: 爆炸力学, 最小点火能, Logistic回归, 片状铝粉, 粉尘爆炸, MIKE3管