• 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
高级检索 E-mail Alert
分层地质类材料靶体抗超高速侵彻模型实验
程怡豪, 邓国强, 李干, 宋春明, 邱艳宇, 张中威, 王德荣, 王明洋
2019, 39(7): 073301. doi: 10.11883/bzycj-2018-0230
利用二级轻气炮开展了杆形钢弹在10马赫左右条件下对4种分层地质类材料靶体的超高速侵彻模型实验,重点研究了砂浆层位置和空气隔层对侵彻效应的影响。结果表明增加遮弹层与下部结构间的空气隔层、在整个结构顶部设置疏松砂浆层均可以在一定条件下加剧弹体破坏、减小结构层的侵彻深度,但同时会增加遮弹层的表面成坑效应。从减小结构层的侵彻深度出发,“软-硬-软-硬”的分层设计思路对抵抗超高速弹体侵彻是可行的。
关键词: 超高速侵彻, 模型实验, 分层地质类材料靶体, 优化配置
方形空间可燃气体爆燃泄爆实验及三维数值模拟研究
郭强, 王明洋, 高康华, 赵天辉, 孙松
2018, 38(5): 1099-1105. doi: 10.11883/bzycj-2017-0087
为了研究大空间内预混可燃气体爆燃泄爆过程中的压力与火焰传播规律,在1.21 m3的方形空间内进行了不同体积分数乙烯气体和两种不同泄压面积的泄爆实验,针对泄压面积为0.18 m2、体积分数为7%的乙烯-空气预混气体爆燃泄爆过程进行了三维数值模拟研究。结果表明:不同泄爆条件下压力形式不同,小面积泄爆口开启后,压力先下降后上升且第2峰值较大,在高体积分数下超过第1峰值,大面积泄爆时第2峰值较小。数值模拟结果与实验得到的压力时程曲线趋势一致,与实验中观察到的外部火焰形态相似;泄爆口开启后引发的湍流效应,使得空间内火焰阵面变形和火焰传播速度显著加快,导致了小面积泄爆第2峰值压力较大。
关键词: 方形空间, 乙烯, 泄爆, 火焰传播
气体泄爆压力分步计算模型及其湍流修正
孙松, 高康华, 邱艳宇, 王明洋
2019, 39(5): 054203. doi: 10.11883/bzycj-2017-0399
通过将密闭空间内爆燃泄放过程进行微分,假设各微分时段内爆燃泄放过程均按照先燃烧、再泄放、最后压力平衡的过程独立分步进行,最终得到泄爆压力分步计算模型。同时,在尺寸为2 m×1.2 m×0.6 m的爆炸腔体一端安装击穿压力相同、泄放面积不同的泄爆构件进行泄爆实验,对分步压力计算模型进行验证。对比发现:大面积泄放条件下,2个传感器测得的压力曲线基本重合,均为单峰值曲线,此时模型计算值与实验结果吻合较好;小面积泄放条件下,腔体内压力曲线均为双峰值曲线,由于泄放截面改变加剧口部湍流扰动,使得腔体内部产生压力梯度,近泄爆口处传感器测得的第2个压力峰值要大于腔体内部传感器相应的测量值,经湍流速度修正后的压力计算模型可以较好地描述近泄爆口处的压力变化情况。
关键词: 泄爆压力, 分步计算模型, 泄爆实验, 湍流修正, 密闭空间
成层式防护结构抗超高速侵彻的数值分析
刘峥, 程怡豪, 邱艳宇, 邓国强, 王明洋
2018, 38(6): 1317-1324. doi: 10.11883/bzycj-2017-0181
采用SPH算法,基于AUTODYN-2D开展了钨杆弹对4种"花岗岩遮弹层-(空气)干砂分配层-混凝土结构层"形式的成层式防护结构的超高速打击数值计算分析,得到了结构的破坏特征和能量分配情况。结果表明:(1)增加打击速度会加剧遮弹层和分配层的破坏程度,但在一定速度区间内结构层的侵彻深度反而随着打击速度的增加而减小;(2)结构层的能量分配比例具有随着撞击速度增加而减小的趋势,这可以初步归结为竖向冲击动能在遮弹层和分配层的横向传递;(3)一定条件下,通过增加空气隔层可以减小结构层的侵彻深度、结构层分配能量的比例和绝对值。
关键词: 超高速侵彻, 成层式防护结构, 能量分配, SPH
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
不同速度段弹体侵彻岩石靶体的理论分析
宋春明, 李干, 王明洋, 邱艳宇, 程怡豪
2018, 38(2): 250-257. doi: 10.11883/bzycj-2017-0198
随着撞击速度的增加,弹体对岩石类靶体的侵彻机制会发生显著变化,由刚体侵彻逐步转变为半流体侵彻和流体侵彻,3种侵彻机制各自适用的理论模型完全不同。在半流体侵彻阶段,弹体质量损失开始显著增加,造成侵彻效率严重下降,侵彻深度随撞击速度的增加急剧减小。基于提出的弹体质量与速度的理论模型以及弹体刚体段的侵彻阻抗,推导出考虑弹体质量损失的半流体侵彻深度计算公式。对于超高速撞击时的流体动力学侵彻段,通过对流体区和刚性区进行假定,建立动量守恒和伯努利方程,推导给出该阶段弹体的侵彻阻抗,结合弹体质量变化方程推导出侵彻深度的表达式。最后将3个阶段的理论计算结果与花岗岩侵彻试验数据进行了对比验证,侵深和弹体质量变化规律均吻合良好,而且各阶段模型计算结果反映出的侵彻变化规律与实验结果完全一致。
关键词: 撞击力学, 侵彻, 高速侵彻, 岩石靶体, 侵彻机制
大尺度泄爆构件对室内爆燃压力影响的实验研究
孙松, 王明洋, 高康华, 赵天辉, 郭强
2018, 38(2): 359-366. doi: 10.11883/bzycj-2016-0211
通过在尺寸为2 m×1.2 m×0.6 m的腔体一端安装泄爆板研究不同乙烯浓度下大尺度泄爆构件对腔体内压力变化的影响。选用开启静压不同的2种泄爆板,在乙烯体积分数为4%~11%条件下进行实验,得到3种典型压力时程曲线。实验发现:泄爆结构的实际击穿压力大于静载作用下的击穿压力,且存在使实际击穿压力最大的最佳乙烯体积分数;泄爆构件的开启时间会对腔体内压力变化产生重要影响,低浓度条件下开启时间可达数十毫秒,化学当量比条件下开启时间仅为数毫秒,此时李克山模型针对长方体容器大尺度泄爆仍具有较好适用性,乙烯浓度较高时大尺度泄爆构件会因泄压面积过大造成外部空气大量进入腔体并与未燃气体再次反应发生二次爆炸,高浓度条件下增大泄压面积反而会因二次爆炸对结构造成破坏。
关键词: 燃气爆炸, 大尺度泄爆构件, 乙烯, 爆燃压力
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
混凝土板在接触爆炸作用下的震塌和贯穿临界厚度计算方法
岳松林, 王明洋, 张宁, 邱艳宇, 王德荣
2016, 36(4): 472-482. doi: 10.11883/1001-1455(2016)04-0472-11
采用刚塑性模型描述介质的动力学行为,结合不可压缩条件和质量守恒条件及边界条件,构造塑性区的动力学许可速度场;利用极限平衡原理推导动力学许可速度场所对应的介质抗力的量纲一表达式;根据初始条件和边界条件,求解运动方程,分别得到爆炸震塌的临界厚度和爆炸贯穿的临界厚度,并推得能够反映爆炸源参数和材料参数综合性质的量纲一冲击因子。将推得的计算公式与经验公式对比分析,证明本文计算结果合理,推导的计算公式揭示了经验公式的物理本质,且具有较为广泛的适用范围。
关键词: 爆炸力学, 临界厚度, 刚塑性模型, 极限平衡原理, 接触爆炸, 震塌, 贯穿, 量纲一冲击因子
  • 首页
  • 上一页
  • 1
  • 2
  • 末页
  • 共:2页
  • 跳转
  • Go