• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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CO2-超细水雾对CH4/Air初期爆炸特性的影响
裴蓓, 韦双明, 陈立伟, 潘荣锟, 王燕, 余明高, 李杰
2019, 39(2): 025402. doi: 10.11883/bzycj-2018-0147
为了研究CO2和超细水雾对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性的影响,采用高速纹影系统和定容燃烧弹对9.5%甲烷/空气初期爆炸特性进行了研究。分别改变CO2稀释体积分数和超细水雾质量浓度,分析在二者单独和共同作用下球形火焰传播过程、火焰传播速度和爆炸超压的变化规律。结果表明:58.3 g/m3超细水雾增强了火焰不稳定性,促进了火焰加速和爆炸超压增加,表明超细水雾不足能产生促爆作用,只有当超细水雾充足时才会抑制甲烷爆炸;CO2和超细水雾共同作用时能避免因超细水雾带来的促爆现象,可以明显减弱火焰不稳定性,减小火焰传播速度,降低爆炸超压和平均压升速率,以及明显推迟超压峰值来临时间。
关键词: 二氧化碳, 超细水雾, 甲烷/空气, 初期爆炸特性
岩石的动态压缩行为与超高速动能弹毁伤效应计算
王明洋, 李杰, 李海波, 邱艳宇
2018, 38(6): 1200-1217. doi: 10.11883/bzycj-2018-0173
目前正在研制的超高速动能武器对地打击速度达(5~15)马赫左右, 具有侵彻机理独特, 毁伤效应倍增的特点, 现有理论难以准确描述。本文系统总结了侵爆近区岩石介质的动态可压缩性行为, 发现(5~15)马赫超高速弹侵彻近区岩石介质介于流体和固体弹塑性之间的内摩擦侧限压力状态, 创新提出流体弹塑性内摩擦侵彻理论模型, 填补了低应力弹塑区到高应力流体区之间的应力状态表征空区, 首次获得随弹体侵速变化的弹靶相互作用全过程阻抗演变公式, 界定了钻地弹固体侵彻、拟流体侵彻和流体侵彻的最小动能阈值, 系统提出了超高速动能弹打击侵深、成坑及地冲击安全厚度的计算方法。通过弹体侵速1 100~4 200 m/s的(超)高速侵彻实验, 验证了理论计算公式的准确性。
关键词: 超高速动能弹, 内摩擦, 侵彻深度, 撞击成坑
爆炸荷载下钢筋混凝土梁的变形和破坏
李猛深, 李杰, 李宏, 施存程, 张宁
2015, 35(2): 177-183. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0177-07
利用爆炸压力模拟器进行钢筋混凝土简支梁爆炸冲击实验,详细介绍了实验设计,通过实验系统分析了钢筋混凝土(RC)梁变形破坏特征以及钢筋作用机理和对变形破坏的影响,并建立了RC梁的分离式有限元模型,利用LS-DYNA分析了实验过程,对计算结果与实验结果进行了比较,分析了误差产生的原因,得到了爆炸冲击荷载作用下RC梁的损伤破坏特征和机理,可为毁伤评估和结构抗爆设计提供参考。
关键词: 爆炸力学, 破坏特征, 有限元, 钢筋混凝土梁, 爆炸荷载
钢纤维超高强活性混凝土(RPC)遮弹板接触爆炸破坏作用
王德荣, 戴明, 李杰, 王明洋
2008, 28(1): 67-74. doi: 10.11883/1001-1455(2008)01-0067-08
应用爆炸近区运动学关系式,考虑了径向裂缝阵面形成时的能量消耗,采用了不同的主应力函数,分析了爆炸近区的变形与破坏,提出了爆炸近区的动力学计算简图,研究了各区域发展的特点及变化关系,从而得到RPC混凝土接触爆炸压缩半径和破坏半径系数。将本文计算结果与实验结果和用经验公式得到的计算结果进行比较,验证了所提出的公式的实用性和可靠性。
关键词: 爆炸力学, 破坏作用, 接触爆炸, RPC遮弹板, 混凝土
被动式半捷联稳定平台抗高过载结构设计
魏晓凯, 李杰, 郑涛, 张樨, 冯凯强, 钱海宁
2019, 39(7): 075102. doi: 10.11883/bzycj-2018-0064
针对制导炮弹内部半捷联稳定平台在只有轴承承担高过载时,轴承容易被破坏的问题,设计一种基于对顶半球的半捷联稳定平台抗高过载结构。以半捷联稳定平台工作原理和抗高过载设计要求为基础,设计了基于对顶半球的抗高过载结构,选择所用材料,进行有限元仿真分析;最终制造出该结构并进行地面半物理试验验证。仿真与试验结果表明,半捷联稳定平台在受到高过载时,该结构能起到有效的防护作用,大大减小了轴承的轴向受力,保证了轴承的正常运转,可以确保稳定平台的有效测量。惯性测量系统稳定可靠工作时所承受的过载可达11 000g,具有一定的工程应用价值。
关键词: 半捷联稳定平台, 对顶半球, 抗高过载, 结构设计, 有限元分析
基于能量原理的大规模地下爆炸不可逆位移计算方法
王明洋, 李杰, 邱艳宇, 陈伟
2017, 37(4): 685-691. doi: 10.11883/1001-1455(2017)04-0685-07
岩体是复杂的等级构造地质体,在高地应力作用下,因摩擦和粘结作用,内部封存能量,可看作具有内部能量源和能量汇的介质。基于岩体块系构造, 对岩体在扰动下的运动积分和等效动能进行分析,提出了在高地应力赋存环境中岩体受爆炸地震波扰动下的等效地冲击能量因子,并给出了大规模地下爆炸诱发远区局部不可逆范围的计算公式。与G.G.Kocharyan等基于块体运动分析给出的计算公式比较表明,本文中提出的计算理论物理过程清晰,更具有适用性。
关键词: 大规模地下爆炸, 岩体块系构造, 等效平均动能, 局部不可逆变形
基于块系构造的大规模地下爆炸不可逆位移计算方法
李杰, 陈伟, 施存程, 王明洋
2018, 38(6): 1271-1277. doi: 10.11883/bzycj-2017-0201
岩体是复杂的等级构造地质体,本文中假设岩体构造符合Sadovsky院士块系构造等级学说,即岩体中存在稳定的不变量λμ,从而采用简化的分析模型研究构成岩体的岩块在爆炸地冲击扰动作用下的平动和转动,指出Kocharyan激活块体尺度计算式中忽略的条件,重新推导给出了大规模地下爆炸诱发远区局部不可逆位移计算公式。
关键词: 大规模地下爆炸, 岩体块系构造, 等效平均动能, 局部不可逆变形
弹体侵彻干砂的数值模型
李杰, 李猛深, 李宏, 施存程
2015, 35(5): 633-640. doi: 10.11883/1001-1455(2015)05-0633-08
基于砂粒的不可压缩性假设,利用球形空腔动态收缩模型和广义Mises强度准则推导了干砂的孔隙压密演化方程;根据Hugoniot冲击突跃条件和Grneisen系数,推导了干砂考虑孔隙演化影响的状态方程;根据关联流动法则,得到了大变形时砂的弹塑性应力应变关系;基于动力有限元计算平台,采用上述模型分析了弹体高速侵彻干砂的作用过程。结果表明,该模型能够表征高速侵彻时砂的孔隙演化对应力应变状态的反向影响,能够较准确地反映高速侵彻作用下干砂的动力响应过程。
关键词: 爆炸力学, 孔隙压密, 有限元, 干砂, 高速侵彻
岩石类介质侵彻效应的理论研究进展
李杰, 程怡豪, 徐天涵, 王明洋
2019, 39(8): 081101. doi: 10.11883/bzycj-2019-0286
近年来,随着超高速武器的发展,侵彻效应的研究重点逐渐由高速向超高速发展。随着弹体打击速度提高,侵彻机制发生变化,并触发强烈的成坑和地冲击效应。本文综述了大速度范围内岩石类介质侵彻效应的理论研究进展,讨论了长杆弹侵彻速度的分区,介绍了岩石类介质的侵彻、成坑、地冲击效应的理论模型,并对目前研究中尚有待解决的问题和下一步的研究方向进行了展望。
关键词: 侵彻, 岩石, 混凝土, 理论研究, 成坑, 地冲击
组合状态方程在数值计算上的应用及分析
刘文祥, 李捷, 钟方平
2009, 29(2): 209-212. doi: 10.11883/1001-1455(2009)02-0209-04
利用建立在爆轰产物实验等熵线数据上的组合状态方程以及常用的Jones-Wilkins-Lee (JWL)和Becker-Kistiakowsky-Wilson (BKW)爆轰产物状态方程进行了爆炸数值分析。状态方程数值计算的压力波形与实验波形的对比表明:组合状态方程和JWL状态方程计算的波形的到时、峰值、形状能够与实验吻合;BKW状态方程等熵式计算的数值波形峰值基本能够与实验吻合,但形状吻合不佳。
关键词: 爆炸力学, 组合状态方程, 数值分析, 爆轰产物状态方程
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