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doi: 10.11883/bzycj-2025-0160
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跨介质结构体在高速入水过程中会受到多次尾拍作用，可能导致主结构及其附件发生破坏，尾拍力矩还会影响入水稳定性。本文基于VOF多相流方法开展了跨介质入水结构体及其附体带攻角倾斜入水工况下自空泡产生、发展至溃灭全过程的载荷研究，分析了入水结构体主体及附体结构入水全过程的载荷特性，揭示了入水倾角对尾拍、空泡溃灭载荷及入水稳定性的影响规律。结果表明：空泡溃灭阶段为结构体入水过程中的最危险工况，随入水倾角增大，空泡溃灭阶段结构体轴、法向受力增大，法向过载系数趋近于常数。当入水倾角由60°增至90°后，结构体...
跨介质结构体在高速入水过程中会受到多次尾拍作用，可能导致主结构及其附件发生破坏，尾拍力矩还会影响入水稳定性。本文基于VOF多相流方法开展了跨介质入水结构体及其附体带攻角倾斜入水工况下自空泡产生、发展至溃灭全过程的载荷研究，分析了入水结构体主体及附体结构入水全过程的载荷特性，揭示了入水倾角对尾拍、空泡溃灭载荷及入水稳定性的影响规律。结果表明：空泡溃灭阶段为结构体入水过程中的最危险工况，随入水倾角增大，空泡溃灭阶段结构体轴、法向受力增大，法向过载系数趋近于常数。当入水倾角由60°增至90°后，结构体...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0154
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燃气泄漏爆炸事故严重威胁公共安全，而准确预测可燃气体泄漏爆炸效应的先决条件是确定气体泄漏后的浓度分布。为构建可燃气体泄漏扩散的实时全场时空预测模型,实现等效气云体积的高效预测，本文提出一种基于双神经网络架构与多阶段训练策略的图神经网络模型（Multi-Stage Dual Graph Neural Network, MSDGNN）。该模型包含两个协同工作的子网络：1）浓度网络（<italic>N</italic>con）用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；2）体积网络...
燃气泄漏爆炸事故严重威胁公共安全，而准确预测可燃气体泄漏爆炸效应的先决条件是确定气体泄漏后的浓度分布。为构建可燃气体泄漏扩散的实时全场时空预测模型,实现等效气云体积的高效预测，本文提出一种基于双神经网络架构与多阶段训练策略的图神经网络模型（Multi-Stage Dual Graph Neural Network, MSDGNN）。该模型包含两个协同工作的子网络：1）浓度网络（<italic>N</italic>con）用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；2）体积网络...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0087
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摘要:
为了进一步探索间隙C原子对CoCrNi基中熵合金的应变率效应和温度效应的影响，系统地研究了由FCC基体和三级层级沉淀微观结构组成的CoCrNiSi0.3C0.048中熵合金在宽温域宽应变率范围内的压缩力学行为、微结构演化过程以及变形机理。/t/n℃下，其真应力-真应变曲线上观察到了锯齿流变现象，而且随着应变的增大，锯齿的振幅逐渐减小，直至消失。此外，其准静态下流动应力随温度的变化曲线上出现了反常应力峰（第三型应变时效现象），在高应变率下，第三型应变时效引起的反常应力峰消失。通过微观结构的表征分析...
为了进一步探索间隙C原子对CoCrNi基中熵合金的应变率效应和温度效应的影响，系统地研究了由FCC基体和三级层级沉淀微观结构组成的CoCrNiSi0.3C0.048中熵合金在宽温域宽应变率范围内的压缩力学行为、微结构演化过程以及变形机理。/t/n℃下，其真应力-真应变曲线上观察到了锯齿流变现象，而且随着应变的增大，锯齿的振幅逐渐减小，直至消失。此外，其准静态下流动应力随温度的变化曲线上出现了反常应力峰（第三型应变时效现象），在高应变率下，第三型应变时效引起的反常应力峰消失。通过微观结构的表征分析...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0138
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摘要:
工业电子雷管通常装填相对敏感的起爆药剂，这使得电子雷管在生产与应用过程中，容易因受到冲击或跌落而发生意外爆炸，存在一定的安全风险。目标：为应对行业安全和市场的需求，文章针对一种新型无起爆药电子雷管进行研究。/t/n主要采用了工作机理理论分析、飞片速度数值模拟和高速摄影及水下爆炸等产品起爆能力试验方法。/t/n新型智能无起爆药电子雷管，一次装药药量为400mg、二次主装药药量为200mg、三次主装药药量为320mg的情况下，一装的压药密度为1.56g/cm3，二装的压药密度为1.41g/cm3时，...
工业电子雷管通常装填相对敏感的起爆药剂，这使得电子雷管在生产与应用过程中，容易因受到冲击或跌落而发生意外爆炸，存在一定的安全风险。目标：为应对行业安全和市场的需求，文章针对一种新型无起爆药电子雷管进行研究。/t/n主要采用了工作机理理论分析、飞片速度数值模拟和高速摄影及水下爆炸等产品起爆能力试验方法。/t/n新型智能无起爆药电子雷管，一次装药药量为400mg、二次主装药药量为200mg、三次主装药药量为320mg的情况下，一装的压药密度为1.56g/cm3，二装的压药密度为1.41g/cm3时，...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0497
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摘要:
层状复合岩体广泛存在于矿山开采、隧道挖掘、交通建设和边坡治理等工程领域，是自然界中常见的一种地质结构。本文通过环氧树脂材料模拟层状复合岩体，利用动态光弹性-数字图像相关综合实验系统对爆炸应力波在梯度介质中的传播过程进行可视化精细化分析，研究爆炸应力波在正向梯度和反向梯度两种情况下的衰减规律和能流密度演化规律。/t/n爆炸应力波在正向传播路径中条纹级数没有明显变化，在节理面处有明显的反射，在反向传播路径中条纹级数呈衰减的规律，在节理面处动光弹条纹具有很好的连续性，爆炸应力波在反向梯度介质中具有更好...
层状复合岩体广泛存在于矿山开采、隧道挖掘、交通建设和边坡治理等工程领域，是自然界中常见的一种地质结构。本文通过环氧树脂材料模拟层状复合岩体，利用动态光弹性-数字图像相关综合实验系统对爆炸应力波在梯度介质中的传播过程进行可视化精细化分析，研究爆炸应力波在正向梯度和反向梯度两种情况下的衰减规律和能流密度演化规律。/t/n爆炸应力波在正向传播路径中条纹级数没有明显变化，在节理面处有明显的反射，在反向传播路径中条纹级数呈衰减的规律，在节理面处动光弹条纹具有很好的连续性，爆炸应力波在反向梯度介质中具有更好...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0052
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为预防丙烯在生产使用过程中燃爆危险的发生，利用12L爆炸极限测试仪测定了丙烯在空气中不同初始温度（20~180℃）和不同初始压力（0.1~0.9MPa）条件下的爆炸极限。研究发现：随着初始温度、初始压力的增加丙烯爆炸上限显著升高，爆炸下限略微降低，爆炸极限区域明显变宽。在初始温度为180℃时，随着压力的升高，丙烯爆炸上限增幅明显高于线性增幅，爆炸产物中碳粉含量明显增加，丙烯爆炸下限降幅由线性变为滑梯状曲线。初始温度、初始压力的耦合影响明显高于单因素的影响且对爆炸上限的影响明显高于爆炸下限，在测试...
为预防丙烯在生产使用过程中燃爆危险的发生，利用12L爆炸极限测试仪测定了丙烯在空气中不同初始温度（20~180℃）和不同初始压力（0.1~0.9MPa）条件下的爆炸极限。研究发现：随着初始温度、初始压力的增加丙烯爆炸上限显著升高，爆炸下限略微降低，爆炸极限区域明显变宽。在初始温度为180℃时，随着压力的升高，丙烯爆炸上限增幅明显高于线性增幅，爆炸产物中碳粉含量明显增加，丙烯爆炸下限降幅由线性变为滑梯状曲线。初始温度、初始压力的耦合影响明显高于单因素的影响且对爆炸上限的影响明显高于爆炸下限，在测试...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0145
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为有效控制受限空间氢-空气爆炸强度，并揭示含甲基膦酸二甲酯 (O=P(CH3)(OCH3)2) 的微米级水雾的抑爆机理，通过定容燃烧弹试验平台及Chemkin-Pro程序，开展试验研究与化学动力学分析。结果表明：含O=P(CH3)(OCH3)2的细水雾可导致火焰锋面细胞状结构增多促使火焰失稳传播；当Φ=0.8、1.0和1.5时，含O=P(CH3)(OCH3)2的细水雾有效衰减了平均火焰速度(衰减率：24.2%~47.2%)并阻止了郁金香火焰形成，取而代之的是波纹状火焰。含O=P(CH3)(OCH...
为有效控制受限空间氢-空气爆炸强度，并揭示含甲基膦酸二甲酯 (O=P(CH3)(OCH3)2) 的微米级水雾的抑爆机理，通过定容燃烧弹试验平台及Chemkin-Pro程序，开展试验研究与化学动力学分析。结果表明：含O=P(CH3)(OCH3)2的细水雾可导致火焰锋面细胞状结构增多促使火焰失稳传播；当Φ=0.8、1.0和1.5时，含O=P(CH3)(OCH3)2的细水雾有效衰减了平均火焰速度(衰减率：24.2%~47.2%)并阻止了郁金香火焰形成，取而代之的是波纹状火焰。含O=P(CH3)(OCH...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0515
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摘要:
深海水下爆炸因极端环境的复杂性，在理论与试验研究中面临诸多挑战。现有研究虽涉及冲击波载荷和气 泡脉动规律，但往往集中在特定环境下，缺乏系统性。随着深海资源开发的推进，系统地研究不同工况下的深海爆炸 冲击波载荷及其气泡脉动的规律，对科学研究与工程实际应用具有重要意义。本文针对深海水下爆炸现象，基于气泡 统一方程（Zhang方程）理论模型，使用数值模拟的方式开展了对于不同水深、爆距和装药量的工况下水下爆炸冲击波 和气泡脉动的研究。模拟结果显示：冲击波压力峰值主要受装药量和爆距控制，并随水深以每千米约...
深海水下爆炸因极端环境的复杂性，在理论与试验研究中面临诸多挑战。现有研究虽涉及冲击波载荷和气 泡脉动规律，但往往集中在特定环境下，缺乏系统性。随着深海资源开发的推进，系统地研究不同工况下的深海爆炸 冲击波载荷及其气泡脉动的规律，对科学研究与工程实际应用具有重要意义。本文针对深海水下爆炸现象，基于气泡 统一方程（Zhang方程）理论模型，使用数值模拟的方式开展了对于不同水深、爆距和装药量的工况下水下爆炸冲击波 和气泡脉动的研究。模拟结果显示：冲击波压力峰值主要受装药量和爆距控制，并随水深以每千米约...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0123
PDF(17)
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
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针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题，在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上，提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计，高塑性2024-T3铝合金作为上面板，高强度7075-T6铝合金作为下面板，中间填充泡沫铝芯层，用以替代传统铝合金加筋板，旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验，验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性，结合参数反演与仿真算例，验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性；进一步，利用P...
针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题，在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上，提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计，高塑性2024-T3铝合金作为上面板，高强度7075-T6铝合金作为下面板，中间填充泡沫铝芯层，用以替代传统铝合金加筋板，旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验，验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性，结合参数反演与仿真算例，验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性；进一步，利用P...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0134
PDF(46)
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为研究高强材料与异形结构联合防护下工程的抗侵彻能力，本文设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用Ø125mm火炮开展了系列400m/s冲击速度下的侵彻试验，得到了弹体破坏形态和靶体侵彻深度等试验数据。结合半无限厚混凝土靶体的抗侵彻试验进行对比分析，探讨了材料高强力学性能以及球状偏航结构等因素对弹体偏转破碎、侵彻能力的影响。结果表明：在400m/s侵彻速度条件下，本文提出的超高强球面结构的无量纲侵彻深度为0.11，弹体偏转角呈83º，质量损失率达23.66%，结构抗侵彻能力为C40混凝土的9倍，防护...
为研究高强材料与异形结构联合防护下工程的抗侵彻能力，本文设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用Ø125mm火炮开展了系列400m/s冲击速度下的侵彻试验，得到了弹体破坏形态和靶体侵彻深度等试验数据。结合半无限厚混凝土靶体的抗侵彻试验进行对比分析，探讨了材料高强力学性能以及球状偏航结构等因素对弹体偏转破碎、侵彻能力的影响。结果表明：在400m/s侵彻速度条件下，本文提出的超高强球面结构的无量纲侵彻深度为0.11，弹体偏转角呈83º，质量损失率达23.66%，结构抗侵彻能力为C40混凝土的9倍，防护...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0095
PDF(46)
摘要:
新型低当量钻地核弹的多点聚集爆炸对深地工程构成严重威胁。针对传统单点模拟难以复现此类多点协同毁伤爆炸成坑效应的难题，本文创新性地设计并开发了基于真空室的大当量多点聚集爆炸成坑效应模拟试验系统。该系统的核心创新点在于利用利用真空室模拟试验技术可以高效、快捷的模拟大当量多点爆炸成坑效应，并且实验成本低，试验结果可重复。基于真空室爆炸模拟理论，建立了大当量多点聚集爆炸成坑效应的相似律，确定了真空室压力、多点模拟爆腔压力等关键参数，并通过同步性试验验证了多爆源之间的同步性。以美国“Palanquin”地...
新型低当量钻地核弹的多点聚集爆炸对深地工程构成严重威胁。针对传统单点模拟难以复现此类多点协同毁伤爆炸成坑效应的难题，本文创新性地设计并开发了基于真空室的大当量多点聚集爆炸成坑效应模拟试验系统。该系统的核心创新点在于利用利用真空室模拟试验技术可以高效、快捷的模拟大当量多点爆炸成坑效应，并且实验成本低，试验结果可重复。基于真空室爆炸模拟理论，建立了大当量多点聚集爆炸成坑效应的相似律，确定了真空室压力、多点模拟爆腔压力等关键参数，并通过同步性试验验证了多爆源之间的同步性。以美国“Palanquin”地...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
PDF(35)
摘要:
金属桥箔电爆炸驱动绝缘飞片的冲击起爆与点火技术在武器装备的起爆与点火系统中得到了广泛应用。为弥补现有研究对飞片运动过程中流场演化规律描述不足的缺陷，促进该技术向能量高效利用以及小型化等方面发展，本文搭建了双脉冲激光纹影瞬态观测实验系统，获得了不同时刻下流场的密度分布以及飞片的运动距离，同时，建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片运动过程的二维轴对称流体动力学计算模型与计算方法并进行了相应的数值模拟计算，计算充分考虑了加速膛内外流场在飞片运动、冲击波压缩以及高温高压等离子体膨胀等作用下的演化规律，采用相变分...
金属桥箔电爆炸驱动绝缘飞片的冲击起爆与点火技术在武器装备的起爆与点火系统中得到了广泛应用。为弥补现有研究对飞片运动过程中流场演化规律描述不足的缺陷，促进该技术向能量高效利用以及小型化等方面发展，本文搭建了双脉冲激光纹影瞬态观测实验系统，获得了不同时刻下流场的密度分布以及飞片的运动距离，同时，建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片运动过程的二维轴对称流体动力学计算模型与计算方法并进行了相应的数值模拟计算，计算充分考虑了加速膛内外流场在飞片运动、冲击波压缩以及高温高压等离子体膨胀等作用下的演化规律，采用相变分...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0129
PDF(69)
摘要:
为探究入射角与攻角对弹体侵彻混凝土薄靶偏转特性的影响，基于数值模拟方法将弹体分为6段进行受力分析，系统研究了不同入射角(5°~30°)与攻角(-6°~6°)单独及联合作用下弹体的运动特性。研究结果表明：侵彻过程中弹头受力方向反转和弹身向前运动引起的偏转力矩方向变化共同造成了弹体的偏转；正入射角条件下弹道轨迹表现为向上偏转，若带有攻角，则攻角的正负决定弹道的偏转方向；同方向的入射角与攻角会使弹体的姿态角在出靶后先减小后反向增大；两者方向相反时，较小的攻角会使弹体出靶后姿态角持续增大，此时较大的入射...
为探究入射角与攻角对弹体侵彻混凝土薄靶偏转特性的影响，基于数值模拟方法将弹体分为6段进行受力分析，系统研究了不同入射角(5°~30°)与攻角(-6°~6°)单独及联合作用下弹体的运动特性。研究结果表明：侵彻过程中弹头受力方向反转和弹身向前运动引起的偏转力矩方向变化共同造成了弹体的偏转；正入射角条件下弹道轨迹表现为向上偏转，若带有攻角，则攻角的正负决定弹道的偏转方向；同方向的入射角与攻角会使弹体的姿态角在出靶后先减小后反向增大；两者方向相反时，较小的攻角会使弹体出靶后姿态角持续增大，此时较大的入射...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0040
PDF(101)
摘要:
随着全球恐怖主义和工业事故的增加，对基础设施在爆炸冲击下的安全性研究变得尤为迫切。试验作为探究材料和结构在爆炸冲击下动力响应和损伤特性的关键手段，其安全、高效、准确的模拟爆炸冲击加载技术成为了该领域的研究热点与挑战。综述了模拟远场爆炸荷载的等效加载试验技术研究进展，包括炸药驱动激波管、高压气体驱动激波管、落锤冲击试验机和液压驱动模拟器等。这些技术在模拟爆炸冲击波方面各有优势和局限性，但都致力于提供一个可控和安全的实验环境，以复现爆炸产生的高速气流和冲击波。通过对比分析，揭示了各种技术在模拟爆炸载...
随着全球恐怖主义和工业事故的增加，对基础设施在爆炸冲击下的安全性研究变得尤为迫切。试验作为探究材料和结构在爆炸冲击下动力响应和损伤特性的关键手段，其安全、高效、准确的模拟爆炸冲击加载技术成为了该领域的研究热点与挑战。综述了模拟远场爆炸荷载的等效加载试验技术研究进展，包括炸药驱动激波管、高压气体驱动激波管、落锤冲击试验机和液压驱动模拟器等。这些技术在模拟爆炸冲击波方面各有优势和局限性，但都致力于提供一个可控和安全的实验环境，以复现爆炸产生的高速气流和冲击波。通过对比分析，揭示了各种技术在模拟爆炸载...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0164
PDF(48)
摘要:
内凹蜂窝的悬链线增强方法通过同步改善中空结构提升承载、增强负泊松比效应、改善变形模式、利用悬链线结构高承载实现耐撞性的显著提升，在此基础上提出增强内凹蜂窝夹层梁以提升抗弯性能。采用“冲压+粘接”方法分别制造传统、增强内凹蜂窝夹层梁金属样件开展三点弯曲实验，结果显示：悬链线结构通过抑制传统内凹蜂窝侧胞壁绕节点的旋转变形将其初始塑性变形后承载力的下降比例由29.3%降低至6.6%。相较于传统内凹蜂窝夹层梁，等相对密度增强内凹蜂窝夹层梁的最大承载力、能量吸收分别提高26.7%、8.9%。开展参数化研究...
内凹蜂窝的悬链线增强方法通过同步改善中空结构提升承载、增强负泊松比效应、改善变形模式、利用悬链线结构高承载实现耐撞性的显著提升，在此基础上提出增强内凹蜂窝夹层梁以提升抗弯性能。采用“冲压+粘接”方法分别制造传统、增强内凹蜂窝夹层梁金属样件开展三点弯曲实验，结果显示：悬链线结构通过抑制传统内凹蜂窝侧胞壁绕节点的旋转变形将其初始塑性变形后承载力的下降比例由29.3%降低至6.6%。相较于传统内凹蜂窝夹层梁，等相对密度增强内凹蜂窝夹层梁的最大承载力、能量吸收分别提高26.7%、8.9%。开展参数化研究...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0133
PDF(22)
摘要:
为定量评估缺陷的装药的过载安定性，创新性建立了一种能够同时兼顾高过载压力和宽脉冲的装药过载环境力试验装置系统，测试了不同缺陷的装药载荷特征值，通过量化实验系统对装药载荷特征值的影响规律，建立了装药响应行为与图像灰度的关联机制，引入测试装置转换因子，提出了含缺陷装药的过载安定性评估模型，预测了不同缺陷装药的响应临界压力阈值。结果表明：实验系统能够实现大于1GPa的过载峰值和脉冲宽度大于100μs的高冲量脉冲。随着缺陷的直径增加，加载响应的反应等级显著升高，随着装药缺陷直径由0mm增加到12mm，燃...
为定量评估缺陷的装药的过载安定性，创新性建立了一种能够同时兼顾高过载压力和宽脉冲的装药过载环境力试验装置系统，测试了不同缺陷的装药载荷特征值，通过量化实验系统对装药载荷特征值的影响规律，建立了装药响应行为与图像灰度的关联机制，引入测试装置转换因子，提出了含缺陷装药的过载安定性评估模型，预测了不同缺陷装药的响应临界压力阈值。结果表明：实验系统能够实现大于1GPa的过载峰值和脉冲宽度大于100μs的高冲量脉冲。随着缺陷的直径增加，加载响应的反应等级显著升高，随着装药缺陷直径由0mm增加到12mm，燃...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0146
PDF(33)
摘要:
为了探究非线性斜交节理岩体中纵波的传播特性，采用理论分析、对比验证、数值计算相结合的方法，首先引用双曲线节理模型，基于应力波与线性节理的交互作用关系，根据叠加原理推导纵波入射非线性斜交节理的传播方程，其次依据文献的入射纵波参数与节理岩体条件，计算透反射系数发现结果非常接近，验证本文理论模型是准确可行的，然后选取δ 函数的辅助函数作为入射纵波，通过参数研究分析纵波波形、持时以及节理刚度对斜交节理岩体中纵波传播特性的影响规律。研究结果表明：δ 函数的辅助函数入射斜交节理时具有明显地幅值降低、幅值时刻滞后...
为了探究非线性斜交节理岩体中纵波的传播特性，采用理论分析、对比验证、数值计算相结合的方法，首先引用双曲线节理模型，基于应力波与线性节理的交互作用关系，根据叠加原理推导纵波入射非线性斜交节理的传播方程，其次依据文献的入射纵波参数与节理岩体条件，计算透反射系数发现结果非常接近，验证本文理论模型是准确可行的，然后选取
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0520
PDF(24)
摘要:
为了研究翼身融合(Blended Wing Body, BWB)新构型民机的结构坠撞响应，以美国国家航空航天局提出的拉挤杆缝合一体化(Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure, PRSEUS)结构为基础，用临界机动载荷（2.5g过载和-1.0g过载）和客舱增压载荷（2倍客舱增压载荷）共3种典型载荷工况作为评估BWB结构强度、刚度的输入条件，建立了一款450座级的BWB民机结构模型。在垂向26 ft/s-30 ft/s的坠撞工况下，进行...
为了研究翼身融合(Blended Wing Body, BWB)新构型民机的结构坠撞响应，以美国国家航空航天局提出的拉挤杆缝合一体化(Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure, PRSEUS)结构为基础，用临界机动载荷（2.5g过载和-1.0g过载）和客舱增压载荷（2倍客舱增压载荷）共3种典型载荷工况作为评估BWB结构强度、刚度的输入条件，建立了一款450座级的BWB民机结构模型。在垂向26 ft/s-30 ft/s的坠撞工况下，进行...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0103
PDF(47)
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0039
PDF(13)
摘要:
基于激光驱动方式建立了一种面向金属粉末的冲击压缩特性研究技术。通过靶型优化设计和实验验证，在实现冲击波加载特性调控的同时，解决了粉末材料无固定几何形状对测量带来的技术困难；在靶结构中采用局部镀膜的方法，解决了粘胶对石英标准材料厚度测量的影响，保证了数据的真实性。利用三维CT成像技术表征实验用靶的装配质量，通过靶物理设计和改进装配方法获得了满足激光驱动金属粉末压缩特性研究的微型靶，实现了不同初始密度的研制。实验数据一致性较好，与独立计算的WEOS模拟结果吻合度好且能有效的区分不同初始密度下的数据趋...
基于激光驱动方式建立了一种面向金属粉末的冲击压缩特性研究技术。通过靶型优化设计和实验验证，在实现冲击波加载特性调控的同时，解决了粉末材料无固定几何形状对测量带来的技术困难；在靶结构中采用局部镀膜的方法，解决了粘胶对石英标准材料厚度测量的影响，保证了数据的真实性。利用三维CT成像技术表征实验用靶的装配质量，通过靶物理设计和改进装配方法获得了满足激光驱动金属粉末压缩特性研究的微型靶，实现了不同初始密度的研制。实验数据一致性较好，与独立计算的WEOS模拟结果吻合度好且能有效的区分不同初始密度下的数据趋...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0324
PDF(42)
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摘要：基于霍普金森压杆技术，采用新设计的微型纯Ⅰ型断裂试样和配套夹具提出了针对陶瓷材料的新型动态断裂测试方法，试样的起裂时间由应变片法测得。对氧化铝陶瓷开展了不同加载速率下的动态断裂实验，采用实验-数值方法得到了材料的Ⅰ型动态应力强度因子曲线及动态断裂韧性。随着加载速率从0.45TPa·m1/2·s-1提高到1.83TPa·m1/2·s-1，氧化铝陶瓷的Ⅰ型动态断裂韧性值由8.39TPa·m1/2增加至15.76TPa·m1/2，而起裂时间则随着加载速率的增加而不断减小。由断口分析可知，随着加载...
摘要：基于霍普金森压杆技术，采用新设计的微型纯Ⅰ型断裂试样和配套夹具提出了针对陶瓷材料的新型动态断裂测试方法，试样的起裂时间由应变片法测得。对氧化铝陶瓷开展了不同加载速率下的动态断裂实验，采用实验-数值方法得到了材料的Ⅰ型动态应力强度因子曲线及动态断裂韧性。随着加载速率从0.45TPa·m1/2·s-1提高到1.83TPa·m1/2·s-1，氧化铝陶瓷的Ⅰ型动态断裂韧性值由8.39TPa·m1/2增加至15.76TPa·m1/2，而起裂时间则随着加载速率的增加而不断减小。由断口分析可知，随着加载...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0441
PDF(80)
摘要:
该文对钢筋混凝土(RC)墩柱在侧向冲击荷载作用下的动力响应和损伤程度评估进行研究。采用显式动力分析软件LS-DYNA建立RC墩柱侧向冲击的精细化有限元模型，基于RC墩柱侧向冲击试验，验证了有限元模型的有效性。探讨了冲击速度、冲击质量、冲击位置和墩柱轴压比对RC墩柱的动力响应和损伤演变的影响规律。基于剩余承载力和残余位移，提出相对残余位移和相对剩余承载力指标，确定了RC墩柱发生轻度损伤、中度损伤、重度损伤和倒塌对应的相对剩余承载力值，并建立了不同冲击位置和墩柱轴压比下相对残余位移和相对剩余承载力的...
该文对钢筋混凝土(RC)墩柱在侧向冲击荷载作用下的动力响应和损伤程度评估进行研究。采用显式动力分析软件LS-DYNA建立RC墩柱侧向冲击的精细化有限元模型，基于RC墩柱侧向冲击试验，验证了有限元模型的有效性。探讨了冲击速度、冲击质量、冲击位置和墩柱轴压比对RC墩柱的动力响应和损伤演变的影响规律。基于剩余承载力和残余位移，提出相对残余位移和相对剩余承载力指标，确定了RC墩柱发生轻度损伤、中度损伤、重度损伤和倒塌对应的相对剩余承载力值，并建立了不同冲击位置和墩柱轴压比下相对残余位移和相对剩余承载力的...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0050
PDF(46)
摘要:
为获取铱合金高温动态拉伸力学性能，利用改进的分离式霍普金森拉杆对铱合金进行了103/s应变率下室温、600℃、900℃和1100℃拉伸实验，基于大电流加热实现了板状小尺寸铱合金试样快速加热和冷接触时间精准控制。实验研究结果发现，当温度从室温上升到900℃时，铱合金拉伸强度略有下降，延性略有上升，表现出脆性断裂特性，但当温度上升至1100℃时，铱合金拉伸强度出现了大幅度下降且延性出现了大幅度上升，表现出延性断裂特性。基于铱合金试样宏微观断裂形貌表征，对其变形机理进行了阐明。随着温度升高，铱合金变形...
为获取铱合金高温动态拉伸力学性能，利用改进的分离式霍普金森拉杆对铱合金进行了103/s应变率下室温、600℃、900℃和1100℃拉伸实验，基于大电流加热实现了板状小尺寸铱合金试样快速加热和冷接触时间精准控制。实验研究结果发现，当温度从室温上升到900℃时，铱合金拉伸强度略有下降，延性略有上升，表现出脆性断裂特性，但当温度上升至1100℃时，铱合金拉伸强度出现了大幅度下降且延性出现了大幅度上升，表现出延性断裂特性。基于铱合金试样宏微观断裂形貌表征，对其变形机理进行了阐明。随着温度升高，铱合金变形...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0125
PDF(30)
摘要:
层状岩体在受到爆破等冲击荷载作用后，极易造成层理结构面开裂甚至发生大面积塌方破坏，工程中常采用锚杆或锚索对其进行锚固支护。本研究对无锚、端锚、半锚及全锚层理砂岩进行动态冲击试验研究，分析了不同锚固方式对层状砂岩动态力学特性、能量耗散规律及破裂分形特征的影响。研究结果表明：无锚试样强度随层理倾角增大，曲线表现先减小后增大，呈“V”型特征，试样在锚固后，强度得到明显提高，随锚固长度增大，曲线向倒“V”型特征转化；从能量方面来看，四类试样透射能变化规律均与强度变化规律相似，随层理倾角增大，反射能曲线呈...
层状岩体在受到爆破等冲击荷载作用后，极易造成层理结构面开裂甚至发生大面积塌方破坏，工程中常采用锚杆或锚索对其进行锚固支护。本研究对无锚、端锚、半锚及全锚层理砂岩进行动态冲击试验研究，分析了不同锚固方式对层状砂岩动态力学特性、能量耗散规律及破裂分形特征的影响。研究结果表明：无锚试样强度随层理倾角增大，曲线表现先减小后增大，呈“V”型特征，试样在锚固后，强度得到明显提高，随锚固长度增大，曲线向倒“V”型特征转化；从能量方面来看，四类试样透射能变化规律均与强度变化规律相似，随层理倾角增大，反射能曲线呈...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0452
PDF(45)
摘要:
燃爆抑制技术可有效降低事故后果，是可燃气体燃爆安全防护技术的重要环节。作为抑爆装置的核心组成，抑制剂性能的优劣可直接影响抑制系统的可靠性。本文聚焦国内外学者在燃爆抑制领域的研究成果，对粉体抑制剂及其抑制机理进行了系统性的总结和分析。基于组成方式不同，本文将抑制粉体分为单组分和复配粉体，其中单组分抑制粉体又可根据抑制机理的差异，分为活性粉体和惰性粉体。在文献综述部分，本文按照“粉体材料总体介绍——相关实验和理论研究——抑制机理归纳总结”的结构顺序进行评述。本文结尾对现有研究存在的问题进行总结并对未...
燃爆抑制技术可有效降低事故后果，是可燃气体燃爆安全防护技术的重要环节。作为抑爆装置的核心组成，抑制剂性能的优劣可直接影响抑制系统的可靠性。本文聚焦国内外学者在燃爆抑制领域的研究成果，对粉体抑制剂及其抑制机理进行了系统性的总结和分析。基于组成方式不同，本文将抑制粉体分为单组分和复配粉体，其中单组分抑制粉体又可根据抑制机理的差异，分为活性粉体和惰性粉体。在文献综述部分，本文按照“粉体材料总体介绍——相关实验和理论研究——抑制机理归纳总结”的结构顺序进行评述。本文结尾对现有研究存在的问题进行总结并对未...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0045
PDF(29)
摘要:
煤尘爆炸因其强大的破坏力和广泛的致灾范围成为煤矿最严重的事故之一。为分析瞬态爆炸反应过程中多因素耦合效应对煤尘爆炸强度的影响，采用Box-Behnken试验设计方法共进行了45组20L球形爆炸试验，观察了煤尘浓度(A)、煤尘粒径(B)、煤挥发分(C)、点火能量(D)和点火延迟(E)5个因素耦合作用下煤尘爆炸强度的宏观特征。通过测量压力变化来监控爆炸过程，并从压力-时间曲线确定最大爆炸压力(响应值Y1)及其上升速率(响应值Y2)。使用Design-Expert软件分析实验结果，以建立响应值Y1和Y...
煤尘爆炸因其强大的破坏力和广泛的致灾范围成为煤矿最严重的事故之一。为分析瞬态爆炸反应过程中多因素耦合效应对煤尘爆炸强度的影响，采用Box-Behnken试验设计方法共进行了45组20L球形爆炸试验，观察了煤尘浓度(A)、煤尘粒径(B)、煤挥发分(C)、点火能量(D)和点火延迟(E)5个因素耦合作用下煤尘爆炸强度的宏观特征。通过测量压力变化来监控爆炸过程，并从压力-时间曲线确定最大爆炸压力(响应值Y1)及其上升速率(响应值Y2)。使用Design-Expert软件分析实验结果，以建立响应值Y1和Y...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
PDF(30)
摘要:
煤制氢是煤炭能源低碳转型的有效方案，针对煤制氢通入天然气管网大规模输送过程中安全问题，研究了非预混二氧化碳（Carbon dioxide，CO2）喷射下掺氢天然气爆炸特性的影响。自主设计并搭建了爆炸实验平台，系统探究非预混CO2的喷射压力（0 ~ 1.00 MPa）和喷射时间（0 ~ 180 ms，喷射早于点火开启的时间）对爆炸火焰传播行为和压力特性的影响规律。结果表明：非预混CO2喷射显著影响甲烷/氢气/空气预混气爆炸行为。CO2喷射会引起湍流效应导致火焰褶皱和结构改变，从而增加火焰传播速度和...
煤制氢是煤炭能源低碳转型的有效方案，针对煤制氢通入天然气管网大规模输送过程中安全问题，研究了非预混二氧化碳（Carbon dioxide，CO2）喷射下掺氢天然气爆炸特性的影响。自主设计并搭建了爆炸实验平台，系统探究非预混CO2的喷射压力（0 ~ 1.00 MPa）和喷射时间（0 ~ 180 ms，喷射早于点火开启的时间）对爆炸火焰传播行为和压力特性的影响规律。结果表明：非预混CO2喷射显著影响甲烷/氢气/空气预混气爆炸行为。CO2喷射会引起湍流效应导致火焰褶皱和结构改变，从而增加火焰传播速度和...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0092
PDF(74)
摘要:
为揭示水下接触爆炸气泡脉动特性的变化规律，弥补现有理论对接触爆炸工况研究的不足，研究基于不可压缩无粘流体假设，建立了刚性壁面接触爆炸的半球形气泡动力学模型，推导了气泡最大半径、初始半径以及脉动周期与自由场参数的定量关系。理论分析表明，接触爆炸气泡最大半径、初始半径及脉动周期为自由场工况的1.26倍（理论比例系数）。采用LS-DYNA软件对0.3g TNT装药的水下爆炸进行数值模拟，结果显示接触爆炸工况下气泡最大半径和脉动周期分别为自由场的1.22倍和1.20倍，模拟值与理论预测误差小于10%。进...
为揭示水下接触爆炸气泡脉动特性的变化规律，弥补现有理论对接触爆炸工况研究的不足，研究基于不可压缩无粘流体假设，建立了刚性壁面接触爆炸的半球形气泡动力学模型，推导了气泡最大半径、初始半径以及脉动周期与自由场参数的定量关系。理论分析表明，接触爆炸气泡最大半径、初始半径及脉动周期为自由场工况的1.26倍（理论比例系数）。采用LS-DYNA软件对0.3g TNT装药的水下爆炸进行数值模拟，结果显示接触爆炸工况下气泡最大半径和脉动周期分别为自由场的1.22倍和1.20倍，模拟值与理论预测误差小于10%。进...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0474
PDF(51)
摘要:
混凝土管道在我国南水北调等重大输水工程中广泛应用，但山区埋地管道易受落石冲击引发泄漏事故。为探究地面混凝土垫层的防护机制，本研究通过全尺寸企口式混凝土管道落石冲击现场试验（埋深2m）结合DH8302动态应变系统与LS-DYNA数值模拟精细化建模，揭示了管道动应变分布规律及垫层参数的影响机制。研究结果表明：在埋深2m的工况下，受落石冲击时，管身裂缝失稳扩展更易导致企口式混凝土管道发生泄漏；管身峰值拉应变随垫层厚度与强度增大呈非线性减小，垫层厚度需超过临界值（15cm）方可显著耗能，且存在强度最优区...
混凝土管道在我国南水北调等重大输水工程中广泛应用，但山区埋地管道易受落石冲击引发泄漏事故。为探究地面混凝土垫层的防护机制，本研究通过全尺寸企口式混凝土管道落石冲击现场试验（埋深2m）结合DH8302动态应变系统与LS-DYNA数值模拟精细化建模，揭示了管道动应变分布规律及垫层参数的影响机制。研究结果表明：在埋深2m的工况下，受落石冲击时，管身裂缝失稳扩展更易导致企口式混凝土管道发生泄漏；管身峰值拉应变随垫层厚度与强度增大呈非线性减小，垫层厚度需超过临界值（15cm）方可显著耗能，且存在强度最优区...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0023
PDF(57)
摘要:
针对细长薄壁弹冲击下的高强钢-混凝土复合结构厚度极限计算问题，本文开展了细长薄壁弹冲击复合靶试验，基于试验结果分析了复合结构防护机理和弹体结构的破坏模式。在原有厚度极限计算模型的基础上，考虑了弹体结构强度这一关键因素，进而提出了新的厚度极限计算模型，并对相关参数经验性进行了讨论。研究结果表明：高强钢-混凝土复合结构的防护机理在于高强钢提供材料强度，混凝土背板提供支撑刚度，二者优势互补；由于细长薄壁弹体在冲击过程中易发生压缩胀裂破坏，计算模型必须考虑弹体结构强度对冲击效应的影响；复合结构的设计需同...
针对细长薄壁弹冲击下的高强钢-混凝土复合结构厚度极限计算问题，本文开展了细长薄壁弹冲击复合靶试验，基于试验结果分析了复合结构防护机理和弹体结构的破坏模式。在原有厚度极限计算模型的基础上，考虑了弹体结构强度这一关键因素，进而提出了新的厚度极限计算模型，并对相关参数经验性进行了讨论。研究结果表明：高强钢-混凝土复合结构的防护机理在于高强钢提供材料强度，混凝土背板提供支撑刚度，二者优势互补；由于细长薄壁弹体在冲击过程中易发生压缩胀裂破坏，计算模型必须考虑弹体结构强度对冲击效应的影响；复合结构的设计需同...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0332
PDF(57)
摘要:
为探究水下接触和近场爆炸下沉箱码头的毁伤机理和荷载特性，基于沉箱码头缩尺模型试验，采用有限元数值模拟开展对比研究，分析了沉箱码头内冲击波荷载传播、衰减规律以及沉箱码头的破坏过程和毁伤机理。研究结果表明：水下接触和近场爆炸下，沉箱码头的毁伤区域、破坏特征基本一致，毁伤程度随爆距的增加而降低，码头迎爆外墙和迎爆侧面板为主要破坏区域，沉箱码头侧墙和仓格内纵横隔墙轻微损伤，沉箱码头毁伤特征在水下爆炸冲击波阶段基本形成，完成时间略大于冲击波在沉箱码头内传播时长的2倍；水下接触和近场爆炸下沉箱码头内冲击波在...
为探究水下接触和近场爆炸下沉箱码头的毁伤机理和荷载特性，基于沉箱码头缩尺模型试验，采用有限元数值模拟开展对比研究，分析了沉箱码头内冲击波荷载传播、衰减规律以及沉箱码头的破坏过程和毁伤机理。研究结果表明：水下接触和近场爆炸下，沉箱码头的毁伤区域、破坏特征基本一致，毁伤程度随爆距的增加而降低，码头迎爆外墙和迎爆侧面板为主要破坏区域，沉箱码头侧墙和仓格内纵横隔墙轻微损伤，沉箱码头毁伤特征在水下爆炸冲击波阶段基本形成，完成时间略大于冲击波在沉箱码头内传播时长的2倍；水下接触和近场爆炸下沉箱码头内冲击波在...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0428
PDF(69)
摘要:
冲击波作用下建筑表面载荷分布直接影响建筑破坏模式及程度。为深入研究触地爆下建筑表面冲击波载荷分布规律，首先开展了实验室环境下精细化爆缩比实验，获取了球形炸药触地爆下缩比建筑模型表面测点冲击波压力时间曲线，得到了不同工况下冲击波特征参数分布规律；随后发展了冲击波传播数值仿真方法，并使用缩比实验数据对仿真方法进行校核，通过数值方法重点对建筑背爆面载荷分布及冲击波历程进行分析；最后发展了基于冲击波时程分析和叠加法则的理论分析方法，得到了建筑背爆面载荷分布的量化分析模型，并利用仿真结果进行验证。研究结果...
冲击波作用下建筑表面载荷分布直接影响建筑破坏模式及程度。为深入研究触地爆下建筑表面冲击波载荷分布规律，首先开展了实验室环境下精细化爆缩比实验，获取了球形炸药触地爆下缩比建筑模型表面测点冲击波压力时间曲线，得到了不同工况下冲击波特征参数分布规律；随后发展了冲击波传播数值仿真方法，并使用缩比实验数据对仿真方法进行校核，通过数值方法重点对建筑背爆面载荷分布及冲击波历程进行分析；最后发展了基于冲击波时程分析和叠加法则的理论分析方法，得到了建筑背爆面载荷分布的量化分析模型，并利用仿真结果进行验证。研究结果...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0503
PDF(56)
摘要:
为了满足对爆炸产生的压力荷载进行准确快速预测的需求，本文提出了一项基于图神经网络（Graph Neural Network，GNN）的爆炸压力时空分布预测人工智能模型。利用开源软件blastFoam进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真，并通过网格重映射技术，以空间六面体网格划分为基础，将物理状态信息编写到节点特征中，以此将计算结果转化为标准的图格式数据，并由此分别建立了一个TNT自由场爆炸数据集和一个TNT密闭空间内爆炸数据集。将GNN模型分...
为了满足对爆炸产生的压力荷载进行准确快速预测的需求，本文提出了一项基于图神经网络（Graph Neural Network，GNN）的爆炸压力时空分布预测人工智能模型。利用开源软件blastFoam进行计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真，并通过网格重映射技术，以空间六面体网格划分为基础，将物理状态信息编写到节点特征中，以此将计算结果转化为标准的图格式数据，并由此分别建立了一个TNT自由场爆炸数据集和一个TNT密闭空间内爆炸数据集。将GNN模型分...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0118
PDF(51)
摘要:
液氧爆破是一种利用快速相变和体积膨胀效应产生高压气体以实现岩石破碎的新型气体致裂技术。针对液氧相变爆破核心机理不明确、膨胀过程不清晰、吸收剂材料的影响机制不可控等特点，开展了不同吸收剂材料的液氧药包爆破全过程研究。构建了液氧药包爆破实验系统，采用高速相机对不同吸收剂液氧药包爆破实验进行跟踪拍摄。通过图片处理软件对药包点燃至完全起爆时间的差异以及爆破过程进行了分析。结果表明：不同吸收剂材料的结构特征及其燃烧特性对液氧爆破全过程具有决定性作用，具体表现为：纤维状吸收剂因液氧存储能力弱且燃烧速率慢，导...
液氧爆破是一种利用快速相变和体积膨胀效应产生高压气体以实现岩石破碎的新型气体致裂技术。针对液氧相变爆破核心机理不明确、膨胀过程不清晰、吸收剂材料的影响机制不可控等特点，开展了不同吸收剂材料的液氧药包爆破全过程研究。构建了液氧药包爆破实验系统，采用高速相机对不同吸收剂液氧药包爆破实验进行跟踪拍摄。通过图片处理软件对药包点燃至完全起爆时间的差异以及爆破过程进行了分析。结果表明：不同吸收剂材料的结构特征及其燃烧特性对液氧爆破全过程具有决定性作用，具体表现为：纤维状吸收剂因液氧存储能力弱且燃烧速率慢，导...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0461
PDF(41)
摘要:
为提升装甲的抗冲击防护效能，开展陶瓷与新型TWIP钢复合结构的抗冲击性能研究。通过一级轻气炮实验、微观结构表征与数值模拟，研究了碳化硅陶瓷与TWIP钢复合结构在高速冲击载荷下的层裂强度，变形机制和损伤特性。实验结果表明，复合结构在层裂强度和应变率方面相较于纯TWIP钢分别有22.76%和7.09%的提高，复合结构的层裂程度较弱，裂纹和微孔洞数量较少，显示出更好的抗冲击性能。微观分析揭示了材料在冲击载荷下的损伤机制，包括微孔洞的形成、聚集和主裂纹的形成。采用LS/DYNA数值模拟对此类复合结构的抗...
为提升装甲的抗冲击防护效能，开展陶瓷与新型TWIP钢复合结构的抗冲击性能研究。通过一级轻气炮实验、微观结构表征与数值模拟，研究了碳化硅陶瓷与TWIP钢复合结构在高速冲击载荷下的层裂强度，变形机制和损伤特性。实验结果表明，复合结构在层裂强度和应变率方面相较于纯TWIP钢分别有22.76%和7.09%的提高，复合结构的层裂程度较弱，裂纹和微孔洞数量较少，显示出更好的抗冲击性能。微观分析揭示了材料在冲击载荷下的损伤机制，包括微孔洞的形成、聚集和主裂纹的形成。采用LS/DYNA数值模拟对此类复合结构的抗...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0108
PDF(82)
摘要:
为研究混凝土靶体损伤对弹体侵彻性能的影响，基于空腔膨胀理论，完善了弹体侵彻预损伤混凝土半经验模型，采用前级射流、后级动能弹体对混凝土靶进行了连续侵彻试验，获得了影响弹体侵彻预损伤混凝土性能的关键因素，结合预损伤混凝土靶体中混凝土材料强度变化关系，分析了弹靶参数对弹体二次侵彻性能的影响规律。结果表明：靶体预损伤对弹体侵彻深度的增益效果由开坑体积差及混凝土损伤共同影响，且混凝土损伤为主要影响因素；当靶体内存在有限长损伤区，靶体开孔直径是弹体直径的0.3~0.5倍时，靶体损伤对弹体侵彻深度增益最为明显...
为研究混凝土靶体损伤对弹体侵彻性能的影响，基于空腔膨胀理论，完善了弹体侵彻预损伤混凝土半经验模型，采用前级射流、后级动能弹体对混凝土靶进行了连续侵彻试验，获得了影响弹体侵彻预损伤混凝土性能的关键因素，结合预损伤混凝土靶体中混凝土材料强度变化关系，分析了弹靶参数对弹体二次侵彻性能的影响规律。结果表明：靶体预损伤对弹体侵彻深度的增益效果由开坑体积差及混凝土损伤共同影响，且混凝土损伤为主要影响因素；当靶体内存在有限长损伤区，靶体开孔直径是弹体直径的0.3~0.5倍时，靶体损伤对弹体侵彻深度增益最为明显...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0067
PDF(35)
摘要:
有关锂离子电池热失控(LIBTR)环境建构物的泄爆面积计算方法目前尚不明确。利用8L柱形爆炸测试装置通过设置10.5mm、15mm、21.2mm、30mm和60mm五种泄放口径，模拟探究了LIBTR环境建构物的泄爆规律。结果显示：锂离子电池热失控释放气体（BVG）的泄爆压力Pred高于BVG-石墨粉杂混物的Pred，可以不考虑热失控喷出的固体颗粒的影响；Pred随泄放口径的增大呈指数衰减、与泄爆装置开启压力Pstat呈对数增长关系；结合规范得到了涉及锂离子电池建构物的泄爆面积计算公式，并给出了常...
有关锂离子电池热失控(LIBTR)环境建构物的泄爆面积计算方法目前尚不明确。利用8L柱形爆炸测试装置通过设置10.5mm、15mm、21.2mm、30mm和60mm五种泄放口径，模拟探究了LIBTR环境建构物的泄爆规律。结果显示：锂离子电池热失控释放气体（BVG）的泄爆压力Pred高于BVG-石墨粉杂混物的Pred，可以不考虑热失控喷出的固体颗粒的影响；Pred随泄放口径的增大呈指数衰减、与泄爆装置开启压力Pstat呈对数增长关系；结合规范得到了涉及锂离子电池建构物的泄爆面积计算公式，并给出了常...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0041
PDF(113)
摘要:
随着超高速武器的飞速发展，开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对AGM-183A超高速武器战斗部打击普通强度混凝土（NSC）、超高性能混凝土（UHPC）和刚玉块石混凝土（CRC）三种典型遮弹层问题，首先通过对比钢/钨合金弹体侵彻三种靶体试验和数值仿真结果，验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺寸和材料模型参数取值等的可靠性；然后基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略，建立了适用于原型工况分析的数值仿真分析方法，最后对AGM-1...
随着超高速武器的飞速发展，开展超高速武器战斗部侵彻混凝土遮弹层效能分析对于新建和已建防护结构的设计与安全评估具有重要意义。针对AGM-183A超高速武器战斗部打击普通强度混凝土（NSC）、超高性能混凝土（UHPC）和刚玉块石混凝土（CRC）三种典型遮弹层问题，首先通过对比钢/钨合金弹体侵彻三种靶体试验和数值仿真结果，验证有限元仿真分析方法中数值算法、网格尺寸和材料模型参数取值等的可靠性；然后基于侵彻深度和弹体残余长度等效的网格过渡策略，建立了适用于原型工况分析的数值仿真分析方法，最后对AGM-1...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0072
PDF(62)
摘要:
本研究提出将负泊松比结构与超高韧性水泥基复合材料(ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC)结合以提升防爆墙的抗爆性能，并通过爆炸试验与数值模拟相结合的方法，研究分析负泊松比靶板的抗爆性能，证明UHTCC负泊松比靶板的抗爆性能优越性。首先，利用混凝土3D打印技术实现负泊松比结构建造，并通过靶板接触爆炸试验结果验证有限元模型的可靠性。在此基础上，利用该有限元模型模拟分析了靶板材料、结构、胞元内凹角及实心层厚度占比等因素对接触爆炸下结构破...
本研究提出将负泊松比结构与超高韧性水泥基复合材料(ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC)结合以提升防爆墙的抗爆性能，并通过爆炸试验与数值模拟相结合的方法，研究分析负泊松比靶板的抗爆性能，证明UHTCC负泊松比靶板的抗爆性能优越性。首先，利用混凝土3D打印技术实现负泊松比结构建造，并通过靶板接触爆炸试验结果验证有限元模型的可靠性。在此基础上，利用该有限元模型模拟分析了靶板材料、结构、胞元内凹角及实心层厚度占比等因素对接触爆炸下结构破...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0071
PDF(89)
摘要:
为了研究内部爆炸荷载作用下钢筋混凝土单房间的抗爆性能，全尺寸钢筋混凝土单房间建筑物被设计并建造，其尺寸为4m×4m×3m，并在房间内几何中心放置3kgTNT进行内爆炸试验，分析单房间结构的损伤特征。此外，结合LS-DYNA软件对钢筋混凝土单房间结构进行不同炸药当量的数值仿真，研究了单房间建筑物的损伤过程和冲击波传播规律，并且基于试验和模拟结果，使用无量纲加权参数Dr划分了单房间结构的破坏模式。研究表明：3kg炸药在房间结构几何中心爆炸时，单房间结构出现顶板鼓包的现象，顶板边缘出现长条形破口，门口...
为了研究内部爆炸荷载作用下钢筋混凝土单房间的抗爆性能，全尺寸钢筋混凝土单房间建筑物被设计并建造，其尺寸为4m×4m×3m，并在房间内几何中心放置3kgTNT进行内爆炸试验，分析单房间结构的损伤特征。此外，结合LS-DYNA软件对钢筋混凝土单房间结构进行不同炸药当量的数值仿真，研究了单房间建筑物的损伤过程和冲击波传播规律，并且基于试验和模拟结果，使用无量纲加权参数Dr划分了单房间结构的破坏模式。研究表明：3kg炸药在房间结构几何中心爆炸时，单房间结构出现顶板鼓包的现象，顶板边缘出现长条形破口，门口...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0443
PDF(36)
摘要:
超临界CO2相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发及地应力耦合条件下的超临界CO2相变破岩机制，针对CO2现场破岩实际工况，基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力，结合一维爆生气体膨胀理论，构建了地应力作用下多孔冲击波与高压气体联合破岩半径预测模型，并开展现场多孔CO2相变破岩试验进行了对比验证。结果表明，当致裂管埋深较浅时，地应力对岩体应力分布的影响较为微弱；当单孔压力一致时，致裂孔数量越多，各孔的叠加峰值应力越大，且在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均...
超临界CO2相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发及地应力耦合条件下的超临界CO2相变破岩机制，针对CO2现场破岩实际工况，基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力，结合一维爆生气体膨胀理论，构建了地应力作用下多孔冲击波与高压气体联合破岩半径预测模型，并开展现场多孔CO2相变破岩试验进行了对比验证。结果表明，当致裂管埋深较浅时，地应力对岩体应力分布的影响较为微弱；当单孔压力一致时，致裂孔数量越多，各孔的叠加峰值应力越大，且在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0060
PDF(78)
摘要:
钢筋混凝土（RC）棚洞是山区公路和铁路设施抗落石冲击的有效原位防护手段，利用LS-DYNA商用有限元软件开展了落石冲击无垫层、铺设600mm和1200mm厚砂垫层以及1200mm厚砂-发泡聚乙烯泡沫（EPE）复合缓冲垫层的原型框架T梁式RC棚洞损伤破坏评估的精细化数值模拟分析。首先，建立了落石（质量：1t~30t，速度：10m/s~57m/s）冲击沪昆铁路某原型框架T梁式RC棚洞的精细化有限元模型。其次，通过对比落锤（石）冲击无垫层、带砂和EPE垫层RC板试验中的落石冲击力、加速度和侵入深度时程...
钢筋混凝土（RC）棚洞是山区公路和铁路设施抗落石冲击的有效原位防护手段，利用LS-DYNA商用有限元软件开展了落石冲击无垫层、铺设600mm和1200mm厚砂垫层以及1200mm厚砂-发泡聚乙烯泡沫（EPE）复合缓冲垫层的原型框架T梁式RC棚洞损伤破坏评估的精细化数值模拟分析。首先，建立了落石（质量：1t~30t，速度：10m/s~57m/s）冲击沪昆铁路某原型框架T梁式RC棚洞的精细化有限元模型。其次，通过对比落锤（石）冲击无垫层、带砂和EPE垫层RC板试验中的落石冲击力、加速度和侵入深度时程...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0435
PDF(39)
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多航行体水下发射过程中，航行体处于复杂多变的流场环境，其运动弹道偏转不仅受初始速度、横流等条件的影响，还受多体间相互干扰效应的制约。为研究多体水下发射的空泡演化与弹道干扰特性，基于重叠网格技术与有限体积法，结合六自由度运动模型，建立了多体水下发射数值仿真模型，系统分析了空间排列方式、发射速度及横流对弹道偏转的影响机制。研究结果表明：（1）空间排列方式对弹道偏移的影响较小，实际应用中可采用等边三角形排列以优化发射空间利用率；（2）发射速度增大时，航行体尾涡干扰加剧，流场扰动显著增强，导致弹道间相互...
多航行体水下发射过程中，航行体处于复杂多变的流场环境，其运动弹道偏转不仅受初始速度、横流等条件的影响，还受多体间相互干扰效应的制约。为研究多体水下发射的空泡演化与弹道干扰特性，基于重叠网格技术与有限体积法，结合六自由度运动模型，建立了多体水下发射数值仿真模型，系统分析了空间排列方式、发射速度及横流对弹道偏转的影响机制。研究结果表明：（1）空间排列方式对弹道偏移的影响较小，实际应用中可采用等边三角形排列以优化发射空间利用率；（2）发射速度增大时，航行体尾涡干扰加剧，流场扰动显著增强，导致弹道间相互...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0027
PDF(27)
摘要:
约束爆炸准静态压力热力学模型可有效描述压力随当量体积比m/V的变化，并可基于物质组分、温度结果进一步导出气体绝热系数等物理量。然而，基于炸药爆轰和燃烧方程建立的不考虑反应平衡的热力学模型结果在反应产物中有碳单质析出后与美国UFC 3-340-02结构抗爆规范中的准静态压力曲线表现出偏差，且已有研究缺乏对TNT约束爆炸准静态压力热力学模型中各结果物理量考虑反应平衡必要性的论述。为探究反应平衡对热力学模型计算结果的影响，首先基于等容过程的能量守恒方程及固体碳析出现象，修正了不考虑反应平衡的热力学模型...
约束爆炸准静态压力热力学模型可有效描述压力随当量体积比m/V的变化，并可基于物质组分、温度结果进一步导出气体绝热系数等物理量。然而，基于炸药爆轰和燃烧方程建立的不考虑反应平衡的热力学模型结果在反应产物中有碳单质析出后与美国UFC 3-340-02结构抗爆规范中的准静态压力曲线表现出偏差，且已有研究缺乏对TNT约束爆炸准静态压力热力学模型中各结果物理量考虑反应平衡必要性的论述。为探究反应平衡对热力学模型计算结果的影响，首先基于等容过程的能量守恒方程及固体碳析出现象，修正了不考虑反应平衡的热力学模型...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0053
PDF(46)
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为研究约束条件对CL-20基PBX炸药非冲击点火后反应特性的影响，设计了一种可变约束的点火试验装置，结合高速摄像机和压力传感器，对不同约束条件下CL-20基PBX炸药反应剧烈程度、反应压力增长和空气冲击波超压进行分析。进一步与其完全爆轰空气超压峰值对比，分析了约束条件与炸药装药反应度之间的关系。研究结果表明，CL-20基PBX炸药约束条件下非冲击点火反应过程分为反应压力缓慢增长和反应压力快速增长两个阶段，随着约束强度增大，两个反应阶段区分逐渐不明显。约束条件对炸药装药的反应度影响显著，当壳厚为6...
为研究约束条件对CL-20基PBX炸药非冲击点火后反应特性的影响，设计了一种可变约束的点火试验装置，结合高速摄像机和压力传感器，对不同约束条件下CL-20基PBX炸药反应剧烈程度、反应压力增长和空气冲击波超压进行分析。进一步与其完全爆轰空气超压峰值对比，分析了约束条件与炸药装药反应度之间的关系。研究结果表明，CL-20基PBX炸药约束条件下非冲击点火反应过程分为反应压力缓慢增长和反应压力快速增长两个阶段，随着约束强度增大，两个反应阶段区分逐渐不明显。约束条件对炸药装药的反应度影响显著，当壳厚为6...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0273
PDF(48)
摘要:
预应力钢筋混凝土（RC）T型梁桥在公路桥梁中较为常见，爆炸袭击后的桥面损伤多以破口形式存在并影响其通行能力，但已有桥梁爆炸损伤评估研究主要关注RC梁桥墩柱与主梁的炸后残余承载力，缺乏更为直观且快速判断桥梁通行能力的损伤评估方法。对此，本文以预应力RC T型梁桥桥面板经爆炸荷载作用后的破口尺寸为损伤指标，基于数值模拟与多元非线性回归分析开展桥面损伤快速评估研究。结果表明：通过比较爆炸作用下的桥面板破口横向尺寸，发现混凝土强度的影响较小，而爆炸位置、桥面厚度、横隔板间距、TNT当量和比例爆距等参数影...
预应力钢筋混凝土（RC）T型梁桥在公路桥梁中较为常见，爆炸袭击后的桥面损伤多以破口形式存在并影响其通行能力，但已有桥梁爆炸损伤评估研究主要关注RC梁桥墩柱与主梁的炸后残余承载力，缺乏更为直观且快速判断桥梁通行能力的损伤评估方法。对此，本文以预应力RC T型梁桥桥面板经爆炸荷载作用后的破口尺寸为损伤指标，基于数值模拟与多元非线性回归分析开展桥面损伤快速评估研究。结果表明：通过比较爆炸作用下的桥面板破口横向尺寸，发现混凝土强度的影响较小，而爆炸位置、桥面厚度、横隔板间距、TNT当量和比例爆距等参数影...
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0042
PDF(11)
摘要:
样本容量稀疏和不确定度无法消除是制约多物理属性爆轰试验研究的障碍。流形上的概率学习(probability learning on manifold, PLoM)方法通过结合耗散映射与Itô投影采样技术，生成满足爆轰机理的丰富样本，进而实现试验不确定度量化。首先，对具有多物理属性的高能钝感炸药PBX9502的试验样本进行尺度变换。接着利用主成分分析对尺度矩阵规范化处理，构造训练集。然后，采用改进的多维Gauss核密度估计法，标定训练集对应的随机矩阵的概率测度。同时，利用耗散映射提取基于训练集的非...
样本容量稀疏和不确定度无法消除是制约多物理属性爆轰试验研究的障碍。流形上的概率学习(probability learning on manifold, PLoM)方法通过结合耗散映射与Itô投影采样技术，生成满足爆轰机理的丰富样本，进而实现试验不确定度量化。首先，对具有多物理属性的高能钝感炸药PBX9502的试验样本进行尺度变换。接着利用主成分分析对尺度矩阵规范化处理，构造训练集。然后，采用改进的多维Gauss核密度估计法，标定训练集对应的随机矩阵的概率测度。同时，利用耗散映射提取基于训练集的非...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0488
PDF(50)
摘要:
圆板结构在多次爆炸载荷下的响应问题具有重要的工程意义，目前对此问题有较多试验与仿真研究，但从理论模型出发的研究尚缺少。本文针对圆板在多次爆炸载荷下位移响应的理论解开展研究，从基于膜理论的能量方程出发，将多次爆炸载荷简化为多次线性衰减脉冲，对第一次加载引起的位移场采用线性近似，对第二次加载后的位移场采用二次函数近似，同时考虑了应变率强化效应与多次加载硬化效应对材料流动应力的影响，给出了多次爆炸载荷下圆板位移响应的理论解。开展圆板二次、三次爆炸仿真，发现理论解对于二次爆炸中点位移预测值与仿真值误差主...
圆板结构在多次爆炸载荷下的响应问题具有重要的工程意义，目前对此问题有较多试验与仿真研究，但从理论模型出发的研究尚缺少。本文针对圆板在多次爆炸载荷下位移响应的理论解开展研究，从基于膜理论的能量方程出发，将多次爆炸载荷简化为多次线性衰减脉冲，对第一次加载引起的位移场采用线性近似，对第二次加载后的位移场采用二次函数近似，同时考虑了应变率强化效应与多次加载硬化效应对材料流动应力的影响，给出了多次爆炸载荷下圆板位移响应的理论解。开展圆板二次、三次爆炸仿真，发现理论解对于二次爆炸中点位移预测值与仿真值误差主...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0471
PDF(61)
摘要:
建筑外爆威力场的准确预测对于工程结构毁伤评估和抗爆设计至关重要。传统经验公式由于未能充分考虑环境因素的复杂性，其预测精度往往受到限制；数值仿真能提供较为精准的超压荷载参数，但在处理大规模城市场景时效率低下，难以满足快速毁伤评估的需求。针对这一难题，本文创新性构建了一种基于图神经网络（GNN）的爆炸威力场预测模型，旨在直接利用建筑的几何特征，实现对其表面的爆炸峰值超压、峰值冲量及冲击波到达时间等三维物理场的快速精准预测。通过与数值仿真结果的对比验证，模型展现出了卓越的预测性能：对不同几何结构的单体...
建筑外爆威力场的准确预测对于工程结构毁伤评估和抗爆设计至关重要。传统经验公式由于未能充分考虑环境因素的复杂性，其预测精度往往受到限制；数值仿真能提供较为精准的超压荷载参数，但在处理大规模城市场景时效率低下，难以满足快速毁伤评估的需求。针对这一难题，本文创新性构建了一种基于图神经网络（GNN）的爆炸威力场预测模型，旨在直接利用建筑的几何特征，实现对其表面的爆炸峰值超压、峰值冲量及冲击波到达时间等三维物理场的快速精准预测。通过与数值仿真结果的对比验证，模型展现出了卓越的预测性能：对不同几何结构的单体...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0407
PDF(38)
摘要:
为探索某大口径模块装药火炮内弹道过程中，火药床堆积分布对膛内起始压力波三维空间特性的影响，建立了模块装药的三维气固两相燃烧动力学模型，通过对不同药盒端盖初始破口大小的工况进行仿真计算，研究膛内复杂气固两相反应流场特性，分析了不同工况下药床的空间分布对膛内起始压力波特性的影响。研究结果表明，药盒端盖初始破口角度由0°增大至120°，则药粒飞散、沉降后，近膛底侧与近弹底侧区域的药粒占比差距由12.2%减少至0.6%，弹底与膛底间初始负压差的绝对值由1.62MPa下降至0.76MPa；弹丸启动时间由2...
为探索某大口径模块装药火炮内弹道过程中，火药床堆积分布对膛内起始压力波三维空间特性的影响，建立了模块装药的三维气固两相燃烧动力学模型，通过对不同药盒端盖初始破口大小的工况进行仿真计算，研究膛内复杂气固两相反应流场特性，分析了不同工况下药床的空间分布对膛内起始压力波特性的影响。研究结果表明，药盒端盖初始破口角度由0°增大至120°，则药粒飞散、沉降后，近膛底侧与近弹底侧区域的药粒占比差距由12.2%减少至0.6%，弹底与膛底间初始负压差的绝对值由1.62MPa下降至0.76MPa；弹丸启动时间由2...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0401
PDF(19)
摘要:
车载炮射击时，炮口冲击波作用下产生的驾驶室结构振动会引起驾驶室内流场扰动，由此产生的内流场超压是威胁驾驶室内人员与设备安全的主要因素之一。为探究不同驾驶室支撑条件对车载炮驾驶室内流场超压的影响，以某外贸型号装备为对象：建立了车载炮极限射击工况下、从炮口至驾驶室内部的炮口冲击波传播全路径数值模型；开展了涵盖驾驶室外、内流场超压与驾驶室结构加速度等数据采集的系统性验证试验。基于经验证的数值模型，对8种不同支撑条件下驾驶室的结构响应及内流场超压进行了仿真计算，结果表明：虽然驾驶室内不同空间对支撑条件变...
车载炮射击时，炮口冲击波作用下产生的驾驶室结构振动会引起驾驶室内流场扰动，由此产生的内流场超压是威胁驾驶室内人员与设备安全的主要因素之一。为探究不同驾驶室支撑条件对车载炮驾驶室内流场超压的影响，以某外贸型号装备为对象：建立了车载炮极限射击工况下、从炮口至驾驶室内部的炮口冲击波传播全路径数值模型；开展了涵盖驾驶室外、内流场超压与驾驶室结构加速度等数据采集的系统性验证试验。基于经验证的数值模型，对8种不同支撑条件下驾驶室的结构响应及内流场超压进行了仿真计算，结果表明：虽然驾驶室内不同空间对支撑条件变...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0436
PDF(76)
摘要:
深部资源开采与利用过程中的共性科学基础是深部岩石力学理论，准确掌握研究深部岩石动态力学性能，不仅有助于深入理解地球内部的地质过程和演化，还为深部矿产、能源的有效开采提供理论依据。本研究以三维霍普金森杆实验结果为基准，以某煤矿下白砂岩作为研究对象，采用三种典型岩石本构模型（RHT本构模型（Riedel-Hiermaier-Thoma，RHT）、HJC本构模型（Holmquist-Johnson-Cook，HJC）、CSCM本构模型（Clay-Structure-Coupling-Model，CSC...
深部资源开采与利用过程中的共性科学基础是深部岩石力学理论，准确掌握研究深部岩石动态力学性能，不仅有助于深入理解地球内部的地质过程和演化，还为深部矿产、能源的有效开采提供理论依据。本研究以三维霍普金森杆实验结果为基准，以某煤矿下白砂岩作为研究对象，采用三种典型岩石本构模型（RHT本构模型（Riedel-Hiermaier-Thoma，RHT）、HJC本构模型（Holmquist-Johnson-Cook，HJC）、CSCM本构模型（Clay-Structure-Coupling-Model，CSC...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0486
PDF(61)
摘要:
为研究温压炸药隧道内爆炸冲击波传播规律和火团热效应，基于OpenFOAM开展温压炸药隧道内爆炸数值模拟，与温压炸药隧道内爆炸试验数据对比验证数值模拟精度，研究沿隧道轴线距离、炸药质量对爆炸冲击波传播特性及火团热效应的影响。研究结果表明：相同装药质量条件下，沿隧道轴线距离大于1/3倍隧道等效圆直径时，爆炸冲击波超压峰值衰减规律和平面波形成距离不随沿隧道轴线距离变化而变化；冲击波平面波形成后，冲量随沿隧道轴线距离的增加先增加后不变。沿隧道轴线相同距离处爆炸，冲击波形成平面波距离随炸药质量的增加而增大...
为研究温压炸药隧道内爆炸冲击波传播规律和火团热效应，基于OpenFOAM开展温压炸药隧道内爆炸数值模拟，与温压炸药隧道内爆炸试验数据对比验证数值模拟精度，研究沿隧道轴线距离、炸药质量对爆炸冲击波传播特性及火团热效应的影响。研究结果表明：相同装药质量条件下，沿隧道轴线距离大于1/3倍隧道等效圆直径时，爆炸冲击波超压峰值衰减规律和平面波形成距离不随沿隧道轴线距离变化而变化；冲击波平面波形成后，冲量随沿隧道轴线距离的增加先增加后不变。沿隧道轴线相同距离处爆炸，冲击波形成平面波距离随炸药质量的增加而增大...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0455
PDF(51)
摘要:
为了选择适合水中大距离非接触性侵彻毁伤的聚能装药结构，针对爆炸成型弹丸（explosively formed projectile, EFP）、杆式射流（jetting projectile charge, JPC）、聚能射流（shaped charge jet, JET）三种典型聚能装药结构，开展了不同侵彻体入水前、着靶前、穿靶后的速度测试及对水中双层间隔靶的侵彻试验。建立了靶前水介质长度在0~100 cm时的水中侵彻数值计算模型，分析了不同靶前水介质长度对侵彻过程中侵彻体和前向冲击波到达时序...
为了选择适合水中大距离非接触性侵彻毁伤的聚能装药结构，针对爆炸成型弹丸（explosively formed projectile, EFP）、杆式射流（jetting projectile charge, JPC）、聚能射流（shaped charge jet, JET）三种典型聚能装药结构，开展了不同侵彻体入水前、着靶前、穿靶后的速度测试及对水中双层间隔靶的侵彻试验。建立了靶前水介质长度在0~100 cm时的水中侵彻数值计算模型，分析了不同靶前水介质长度对侵彻过程中侵彻体和前向冲击波到达时序...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0411
PDF(47)
摘要:
针对车辆爆炸防护结构优化中数据来源匮乏、代理模型精度低、优化效率低和可靠性不足的问题，提出了一种数据增广方法结合半监督回归的数据驱动方法。通过改进对抗生成网络（GAN），提出了GDE-WGAN；分别采用GDE-WGAN、高斯模型、最优拉丁超立方方法，并结合半监督支持向量回归，对原始数据集进行增广，通过对比不同方法的数据增广效果，验证了GDE-WGAN的可行性与优越性；通过多目标优化分别求解数据增广前后代理模型的最优解，并通过有限元仿真验证比较。研究表明，GDE-WGAN结合半监督回归的方法可以显...
针对车辆爆炸防护结构优化中数据来源匮乏、代理模型精度低、优化效率低和可靠性不足的问题，提出了一种数据增广方法结合半监督回归的数据驱动方法。通过改进对抗生成网络（GAN），提出了GDE-WGAN；分别采用GDE-WGAN、高斯模型、最优拉丁超立方方法，并结合半监督支持向量回归，对原始数据集进行增广，通过对比不同方法的数据增广效果，验证了GDE-WGAN的可行性与优越性；通过多目标优化分别求解数据增广前后代理模型的最优解，并通过有限元仿真验证比较。研究表明，GDE-WGAN结合半监督回归的方法可以显...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0446
PDF(22)
摘要:
针对舰船结构舱内爆炸响应试验，船用特种钢材价格昂贵，极大增加试验成本，故由此开展舱内爆炸响应试验中普通钢材替代特种钢材的等效性研究。为确定不同材料靶板之间的等效关系，基于靶板结构中心点变形相似原则，考虑靶板不破的情况下，采用量纲分析的方法，提出靶板材料等效替换方法。运用有限元分析软件ATUODYN对封闭空间内爆炸载荷作用在921A钢、907A钢、Q235钢、Q355钢四种不同型号钢制靶板过程进行数值仿真，得到计算结果与试验结果最大误差值为5.6%，验证了数值仿真方法的正确性。通过对数值仿真计算得...
针对舰船结构舱内爆炸响应试验，船用特种钢材价格昂贵，极大增加试验成本，故由此开展舱内爆炸响应试验中普通钢材替代特种钢材的等效性研究。为确定不同材料靶板之间的等效关系，基于靶板结构中心点变形相似原则，考虑靶板不破的情况下，采用量纲分析的方法，提出靶板材料等效替换方法。运用有限元分析软件ATUODYN对封闭空间内爆炸载荷作用在921A钢、907A钢、Q235钢、Q355钢四种不同型号钢制靶板过程进行数值仿真，得到计算结果与试验结果最大误差值为5.6%，验证了数值仿真方法的正确性。通过对数值仿真计算得...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0284
PDF(30)
摘要:
气体爆燃转爆轰（Deflagration-to-Detonation Transition，DDT）研究对于工业爆炸预防、爆轰推进技术研发等领域具有重要意义。障碍物交错阵列是气体燃爆场景可能涉及的一类典型障碍物布局，其存在通常可显著促进DDT发生。鉴于目前对障碍物交错阵列内DDT现象的认识不足，采用高精度算法和动态自适应网格求解完全可压缩反应性Navier-Stokes方程，对不同障碍物间距条件下方形障碍物交错阵列内预混氢-空气DDT引发过程进行数值模拟研究。结果表明：减小障碍物间距有利于在火焰...
气体爆燃转爆轰（Deflagration-to-Detonation Transition，DDT）研究对于工业爆炸预防、爆轰推进技术研发等领域具有重要意义。障碍物交错阵列是气体燃爆场景可能涉及的一类典型障碍物布局，其存在通常可显著促进DDT发生。鉴于目前对障碍物交错阵列内DDT现象的认识不足，采用高精度算法和动态自适应网格求解完全可压缩反应性Navier-Stokes方程，对不同障碍物间距条件下方形障碍物交错阵列内预混氢-空气DDT引发过程进行数值模拟研究。结果表明：减小障碍物间距有利于在火焰...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0213
PDF(57)
摘要:
设计了两种不同材料的结构弹，利用203mm平衡炮为发射平台，开展了11kg级弹体在1400m/s速度段侵彻钢筋混凝土靶的实验研究。基于试验结果，对侵彻弹体进行了宏微观结构表征，探究了不同材料弹体在高速侵彻下的侵蚀机理，分析了壳体材料对弹体侵彻效应的影响。结果表明：在实验速度段，弹体材料主导弹体的结构响应，材料强度越高，抗冲击压缩性能越强，弹体头部的侵蚀越小；材料的抗剪和耐磨性越好，弹身的磨蚀越少。高速侵彻条件下，锥形结构弹体的质量损失主要集中在弹身部分。弹体头部的侵蚀和墩粗会一定程度上降低弹体的...
设计了两种不同材料的结构弹，利用203mm平衡炮为发射平台，开展了11kg级弹体在1400m/s速度段侵彻钢筋混凝土靶的实验研究。基于试验结果，对侵彻弹体进行了宏微观结构表征，探究了不同材料弹体在高速侵彻下的侵蚀机理，分析了壳体材料对弹体侵彻效应的影响。结果表明：在实验速度段，弹体材料主导弹体的结构响应，材料强度越高，抗冲击压缩性能越强，弹体头部的侵蚀越小；材料的抗剪和耐磨性越好，弹身的磨蚀越少。高速侵彻条件下，锥形结构弹体的质量损失主要集中在弹身部分。弹体头部的侵蚀和墩粗会一定程度上降低弹体的...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0457
PDF(79)
摘要:
为了研究近水面爆炸场景下沿着水面传播的冲击波载荷特性，采用100 g、200 g和400 g TNT/RDX(40/60)炸药开展了触水（H_ = 0）、近水（H_ ≈ 0.2 m/kg1/3）和空中（H_ ≈ 0.6 m/kg1/3）3种典型比爆高条件下的爆炸实验，测量了冲击波超压和爆炸的高速摄影图像，同时采用数值模拟方法对实验进行了仿真。基于实验和数值模拟结果，开展了爆炸现象和水面冲击波载荷特性研究。结果表明：触水、近水和空中爆炸现象存在显著差异。触水爆炸时爆轰产物直接驱动水面形成半球形空腔...
为了研究近水面爆炸场景下沿着水面传播的冲击波载荷特性，采用100 g、200 g和400 g TNT/RDX(40/60)炸药开展了触水（H_ = 0）、近水（H_ ≈ 0.2 m/kg1/3）和空中（H_ ≈ 0.6 m/kg1/3）3种典型比爆高条件下的爆炸实验，测量了冲击波超压和爆炸的高速摄影图像，同时采用数值模拟方法对实验进行了仿真。基于实验和数值模拟结果，开展了爆炸现象和水面冲击波载荷特性研究。结果表明：触水、近水和空中爆炸现象存在显著差异。触水爆炸时爆轰产物直接驱动水面形成半球形空腔...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0388
PDF(74)
摘要:
钢筋混凝土（RC）箱型结构中爆炸冲击波难以向外自由扩散，多次反射叠加后可加剧结构的破坏程度。为全面探究RC箱型结构内爆炸的载荷特性及其动力行为，首先，通过复现完全密闭和半密闭（带泄爆口）箱型结构的内爆炸试验，验证了所采用数值仿真材料模型和参数、MAPPING映射方法以及流固耦合算法的适用性。进一步，针对典型RC箱型结构和美国联邦应急管理署（FEMA）规定的恐怖爆炸袭击类型，开展了三种爆炸威胁和四种泄爆面积下的内爆炸数值仿真分析，考察了结构内壁面中心和内角隅处载荷及其分布以及结构动力行为特征。结果...
钢筋混凝土（RC）箱型结构中爆炸冲击波难以向外自由扩散，多次反射叠加后可加剧结构的破坏程度。为全面探究RC箱型结构内爆炸的载荷特性及其动力行为，首先，通过复现完全密闭和半密闭（带泄爆口）箱型结构的内爆炸试验，验证了所采用数值仿真材料模型和参数、MAPPING映射方法以及流固耦合算法的适用性。进一步，针对典型RC箱型结构和美国联邦应急管理署（FEMA）规定的恐怖爆炸袭击类型，开展了三种爆炸威胁和四种泄爆面积下的内爆炸数值仿真分析，考察了结构内壁面中心和内角隅处载荷及其分布以及结构动力行为特征。结果...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0269
PDF(41)
摘要:
为获得PBX造型粉缝隙挤压加载下的点火响应行为，基于射弹撞击的方式，设计了造型粉缝隙挤压实验装置，为保证样品在设计的缝隙之外无其他流动空间，在样品表面覆盖垫层及涂抹油脂进行密封，采用高速摄影记录了造型粉挤入缝隙的运动及反应情况。改变缝隙面积和样品截面积的比例，研究了压实效应对点火的影响。结果表明，对于无油脂密封的情况，加载开始后PBX造型粉先历经颗粒破碎和压实，随后压实的造型粉从垫层附近的间隙挤出，挤出过程中发生点火，点火位置在炸药与垫层界面。对于有油脂密封的情况，PBX造型粉在压实后的一段时间...
为获得PBX造型粉缝隙挤压加载下的点火响应行为，基于射弹撞击的方式，设计了造型粉缝隙挤压实验装置，为保证样品在设计的缝隙之外无其他流动空间，在样品表面覆盖垫层及涂抹油脂进行密封，采用高速摄影记录了造型粉挤入缝隙的运动及反应情况。改变缝隙面积和样品截面积的比例，研究了压实效应对点火的影响。结果表明，对于无油脂密封的情况，加载开始后PBX造型粉先历经颗粒破碎和压实，随后压实的造型粉从垫层附近的间隙挤出，挤出过程中发生点火，点火位置在炸药与垫层界面。对于有油脂密封的情况，PBX造型粉在压实后的一段时间...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0245
PDF(33)
摘要:
实验利用PMMA材料在切槽炮孔壁上预制缺陷裂纹，以TATP炸药为装药，采用动态焦散线结合数值模拟的方法，探究炮孔壁缺陷对切槽爆破裂纹扩展的影响。研究结果表明，在平行缺陷处的应力波反射会导致切槽裂纹起裂方向发生向下偏移，在垂直缺陷处应力波的折射不影响裂纹起裂方向；孔壁缺陷的存在会抑制应力波及爆生气体对切槽处裂纹的作用，使其裂纹长度、扩展速度及强度因子数值均减小；且抑制作用与缺陷到炮孔中心的距离有关，随其远离炮孔中心，平行缺陷对两侧切槽裂纹抑制作用逐渐减弱，垂直缺陷对远侧切槽裂纹抑制作用逐渐减弱，对...
实验利用PMMA材料在切槽炮孔壁上预制缺陷裂纹，以TATP炸药为装药，采用动态焦散线结合数值模拟的方法，探究炮孔壁缺陷对切槽爆破裂纹扩展的影响。研究结果表明，在平行缺陷处的应力波反射会导致切槽裂纹起裂方向发生向下偏移，在垂直缺陷处应力波的折射不影响裂纹起裂方向；孔壁缺陷的存在会抑制应力波及爆生气体对切槽处裂纹的作用，使其裂纹长度、扩展速度及强度因子数值均减小；且抑制作用与缺陷到炮孔中心的距离有关，随其远离炮孔中心，平行缺陷对两侧切槽裂纹抑制作用逐渐减弱，垂直缺陷对远侧切槽裂纹抑制作用逐渐减弱，对...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0404
PDF(53)
摘要:
发展基于结构装药非冲击点火反应演化的物理机制的工程模型，描述反应演化过程并量化表征反应烈度，对评估武器弹药安全性具有重要意义。当前，描述装药反应演化行为的模型主要有燃烧裂纹一维增压模型与装药燃烧裂纹网络模型，但上述模型假定较多且存在未考虑空腔膨胀体积，燃烧裂纹扩展系数物理定义不明确等限制性问题。本文基于装药反应裂纹扩展的主控机制，以断裂韧性与反应压力为主要参量，构建了约束装药燃烧反应演化调控模型，可描述装药燃烧过程中燃烧气体产物增压和壳体结构约束强度的变化过程。利用质量惯性约束作用下的PBX-3...
发展基于结构装药非冲击点火反应演化的物理机制的工程模型，描述反应演化过程并量化表征反应烈度，对评估武器弹药安全性具有重要意义。当前，描述装药反应演化行为的模型主要有燃烧裂纹一维增压模型与装药燃烧裂纹网络模型，但上述模型假定较多且存在未考虑空腔膨胀体积，燃烧裂纹扩展系数物理定义不明确等限制性问题。本文基于装药反应裂纹扩展的主控机制，以断裂韧性与反应压力为主要参量，构建了约束装药燃烧反应演化调控模型，可描述装药燃烧过程中燃烧气体产物增压和壳体结构约束强度的变化过程。利用质量惯性约束作用下的PBX-3...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0274
PDF(52)
摘要:
本文通过实验方法，研究了铝蜂窝夹芯板在入水冲击载荷作用下的压力载荷特性和结构变形机理。首先，搭建了蜂窝夹芯板入水冲击实验平台，开展了蜂窝夹芯板落体冲击实验，并验证了实验的可重复性。在此基础上，研究了蜂窝夹芯板入水冲击过程中的载荷特性，以及蜂窝夹芯板的变形模式、最终挠度等特性。研究结果表明，由于气垫效应的影响，蜂窝夹芯板表面的入水冲击压力分布不均匀，当落体高度大于0.5m时，中间测点的压力峰值大于1/4测点的压力峰值。此外，由于蜂窝夹芯板在入水过程中会产生弹塑性变形，进而影响入水冲击压力，即与刚性...
本文通过实验方法，研究了铝蜂窝夹芯板在入水冲击载荷作用下的压力载荷特性和结构变形机理。首先，搭建了蜂窝夹芯板入水冲击实验平台，开展了蜂窝夹芯板落体冲击实验，并验证了实验的可重复性。在此基础上，研究了蜂窝夹芯板入水冲击过程中的载荷特性，以及蜂窝夹芯板的变形模式、最终挠度等特性。研究结果表明，由于气垫效应的影响，蜂窝夹芯板表面的入水冲击压力分布不均匀，当落体高度大于0.5m时，中间测点的压力峰值大于1/4测点的压力峰值。此外，由于蜂窝夹芯板在入水过程中会产生弹塑性变形，进而影响入水冲击压力，即与刚性...
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doi: 10.11883/bzycj-2024-0252
PDF(75)
摘要:
为探究Zr基活性壳体的爆炸释能及对油盒的毁伤效果，采用合金熔炼浇铸方式制备了Zr基活性材料壳体，通过爆炸驱动试验，并结合高速摄影记录结果，对比等质量45号钢壳体，对爆炸火球参数、冲击波波速进行了观测，研究了不同材料壳体产生的破片对油盒的冲击效应。结果表明：与等质量钢壳体相比，爆炸驱动下Zr基活性材料壳体火光持续时间更长、冲击波波速更快，Zr基活性材料壳体在爆炸驱动下对空气冲击波具有强化作用；活性材料击穿油盒后引燃盒内燃油，具备引燃燃油能力，而等质量钢壳体未引燃盒内燃油。
为探究Zr基活性壳体的爆炸释能及对油盒的毁伤效果，采用合金熔炼浇铸方式制备了Zr基活性材料壳体，通过爆炸驱动试验，并结合高速摄影记录结果，对比等质量45号钢壳体，对爆炸火球参数、冲击波波速进行了观测，研究了不同材料壳体产生的破片对油盒的冲击效应。结果表明：与等质量钢壳体相比，爆炸驱动下Zr基活性材料壳体火光持续时间更长、冲击波波速更快，Zr基活性材料壳体在爆炸驱动下对空气冲击波具有强化作用；活性材料击穿油盒后引燃盒内燃油，具备引燃燃油能力，而等质量钢壳体未引燃盒内燃油。
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doi: 10.11883/bzycj-2025-0106
摘要:
为了揭示高熵合金（high-entropy alloy, HEA）在冲击载荷下的相结构演变、位错分布、能量吸收及冲击累积效应的变化规律，通过分子动力学模拟，系统探讨了Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在受单次及二次冲击载荷下的动态响应行为。结果显示，首次冲击下，Al0.3CoCrFeNi高熵合金板的塑性区域相结构演变和能量吸收方式具有显著的冲击速度依赖性。随着冲击速度的提高，面心立方相结构的比例呈现三阶段下降趋势，而无序化结构则相应增加。在低速（0.5~1.0 km/s）冲击下，能量主要通过...
为了揭示高熵合金（high-entropy alloy, HEA）在冲击载荷下的相结构演变、位错分布、能量吸收及冲击累积效应的变化规律，通过分子动力学模拟，系统探讨了Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在受单次及二次冲击载荷下的动态响应行为。结果显示，首次冲击下，Al0.3CoCrFeNi高熵合金板的塑性区域相结构演变和能量吸收方式具有显著的冲击速度依赖性。随着冲击速度的提高，面心立方相结构的比例呈现三阶段下降趋势，而无序化结构则相应增加。在低速（0.5~1.0 km/s）冲击下，能量主要通过...
2025, 45(8).
PDF (16)
摘要:
2025, 45(8): 1-2.
摘要:
2025, 45(8): 081001.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0277
摘要:
采用自主搭建的5 L可燃气体爆炸特性实验平台，测量了初始温度为200~270 ℃、初始压力为0.4～0.6 MPa的条件下，不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH4/C2H6、C2H6/H2O在纯氧中的爆炸上限，揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比和水蒸气浓度对乙烷爆炸上限的影响。结果表明，初始温度为200 ℃、初始压力为0.4～0.6 MPa时，甲烷掺混比（0～0.5）对CH4/C2H6混合气爆炸上限的影响很小；随着初始压力的提高，CH4/C2H6混合气的爆炸上限均提高，且提高幅度逐渐降低；随着水蒸...
采用自主搭建的5 L可燃气体爆炸特性实验平台，测量了初始温度为200~270 ℃、初始压力为0.4～0.6 MPa的条件下，不同甲烷掺混比及水蒸气浓度的CH4/C2H6、C2H6/H2O在纯氧中的爆炸上限，揭示了初始压力、初始温度、甲烷掺混比和水蒸气浓度对乙烷爆炸上限的影响。结果表明，初始温度为200 ℃、初始压力为0.4～0.6 MPa时，甲烷掺混比（0～0.5）对CH4/C2H6混合气爆炸上限的影响很小；随着初始压力的提高，CH4/C2H6混合气的爆炸上限均提高，且提高幅度逐渐降低；随着水蒸...
2025, 45(8): 081101.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0225
摘要:
增材制造凭借其高设计自由度和快速成形的特点，在制造复杂几何结构的航空航天和国防领域关键部件上具有巨大的优势。Ti-6Al-4V钛合金具有低密度、高比强度及抗蠕变性的特性，在经常承受冲击载荷的航天器、武器装备等关键部位上得到了广泛应用，深入了解增材制造Ti-6Al-4V钛合金在动静载荷作用下的力学性能及影响机制是提高构件使役性能的重要基础。为此，对增材制造Ti-6Al-4V钛合金的力学响应最新研究进展进行了系统的梳理和归纳。首先，简要概括了典型金属增材制造技术分类和工作原理。其次，梳理了增材制造T...
增材制造凭借其高设计自由度和快速成形的特点，在制造复杂几何结构的航空航天和国防领域关键部件上具有巨大的优势。Ti-6Al-4V钛合金具有低密度、高比强度及抗蠕变性的特性，在经常承受冲击载荷的航天器、武器装备等关键部位上得到了广泛应用，深入了解增材制造Ti-6Al-4V钛合金在动静载荷作用下的力学性能及影响机制是提高构件使役性能的重要基础。为此，对增材制造Ti-6Al-4V钛合金的力学响应最新研究进展进行了系统的梳理和归纳。首先，简要概括了典型金属增材制造技术分类和工作原理。其次，梳理了增材制造T...
2025, 45(8): 082101.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0102
摘要:
为降低瓦斯爆炸对煤矿作业人员和煤炭安全开采的巨大威胁，对巷道中不同体积的瓦斯/空气混合气体爆炸超压和冲击气流速度随传播距离衰减的规律进行了深入研究。首先，根据量纲分析法和能量相似律，综合考虑巷道中瓦斯爆炸超压、冲击气流速度随传播距离衰减的影响因素，建立了超压和冲击气流速度随传播距离衰减的无量纲公式。其次，对大尺寸巷道中的试验数据进行回归分析，得到了超压、冲击气流速度的衰减模型及两者之间的关系式。最后，对所建立的衰减模型和关系式进行验证。结果表明：混合气体能量、气体积聚体积、测点距离、水力直径和巷...
为降低瓦斯爆炸对煤矿作业人员和煤炭安全开采的巨大威胁，对巷道中不同体积的瓦斯/空气混合气体爆炸超压和冲击气流速度随传播距离衰减的规律进行了深入研究。首先，根据量纲分析法和能量相似律，综合考虑巷道中瓦斯爆炸超压、冲击气流速度随传播距离衰减的影响因素，建立了超压和冲击气流速度随传播距离衰减的无量纲公式。其次，对大尺寸巷道中的试验数据进行回归分析，得到了超压、冲击气流速度的衰减模型及两者之间的关系式。最后，对所建立的衰减模型和关系式进行验证。结果表明：混合气体能量、气体积聚体积、测点距离、水力直径和巷...
2025, 45(8): 083101.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0207
摘要:
为探究非纯净冰和非完整冰在冲击载荷下的动态力学特性，基于改进后的分离式霍普金森压杆实验系统，采用快速加载、杆端降温和波形整形技术，对冻结温度为−10 ℃的完整冰（纯水，含2.5%、3.5%、4.5%盐分，含2.0%、4.5%、8.5%椰丝）和拼接冰（拼接界面倾角30°、60°）进行冲击力学特性研究；利用高速摄像技术记录破坏过程，并结合Mohr-Coulomb强度准则分析拼接冰的破坏模式。结果表明：纯水冰具有最高的抗压强度，添加椰丝的冰样次之，且两者表现出相似的正应变率效应，添加盐分的冰的抗压强度...
为探究非纯净冰和非完整冰在冲击载荷下的动态力学特性，基于改进后的分离式霍普金森压杆实验系统，采用快速加载、杆端降温和波形整形技术，对冻结温度为−10 ℃的完整冰（纯水，含2.5%、3.5%、4.5%盐分，含2.0%、4.5%、8.5%椰丝）和拼接冰（拼接界面倾角30°、60°）进行冲击力学特性研究；利用高速摄像技术记录破坏过程，并结合Mohr-Coulomb强度准则分析拼接冰的破坏模式。结果表明：纯水冰具有最高的抗压强度，添加椰丝的冰样次之，且两者表现出相似的正应变率效应，添加盐分的冰的抗压强度...
2025, 45(8): 083102.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0119
摘要:
鉴于H型钢柱在工业厂房、停车场等场合应用时易遭受吊装载荷和车辆撞击，在前期试验研究的基础上，通过有限元对H型钢柱撞击中及撞击后的力学性能开展全过程分析。首先，通过机理分析，获得了不同轴压比影响下试件的变形特征、应力和耗能发展。结果表明：侧向撞击下，H型钢柱以整体变形为主，上翼缘和腹板分别发生局部凹陷和平面外屈曲；撞击力时程曲线呈现明显的平台段，预加轴力明显削弱试件的抗撞能力。其次，建立了108个参数分析模型，重点探究了荷载参数（撞击质量m、撞击速度vh,m和轴压比n）、材料参数（屈服强度fys）...
鉴于H型钢柱在工业厂房、停车场等场合应用时易遭受吊装载荷和车辆撞击，在前期试验研究的基础上，通过有限元对H型钢柱撞击中及撞击后的力学性能开展全过程分析。首先，通过机理分析，获得了不同轴压比影响下试件的变形特征、应力和耗能发展。结果表明：侧向撞击下，H型钢柱以整体变形为主，上翼缘和腹板分别发生局部凹陷和平面外屈曲；撞击力时程曲线呈现明显的平台段，预加轴力明显削弱试件的抗撞能力。其次，建立了108个参数分析模型，重点探究了荷载参数（撞击质量m、撞击速度vh,m和轴压比n）、材料参数（屈服强度fys）...
2025, 45(8): 083103.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0002
摘要:
为了解核乏燃料储运容器等球墨铸铁结构在低温、冲击环境下的动态断裂特性，通过改进的分离式霍普金森压杆技术对球墨铸铁材料在不同温度（20、−40、−60和−80 ℃）下的Ⅰ型动态断裂韧性进行了测试，并着重研究了材料的韧脆转变行为。试样的起裂时间由应变法确定，采用实验-数值方法确定了裂尖动态应力强度因子和材料的Ⅰ型动态断裂韧性。结果表明，在相同冲击速度加载下，球墨铸铁的Ⅰ型动态断裂韧性随温度的降低而明显降低，起裂时间也随温度降低而缩短。通过对断口进行微观分析，发现在不同温度下材料存在失效机理的转变。随...
为了解核乏燃料储运容器等球墨铸铁结构在低温、冲击环境下的动态断裂特性，通过改进的分离式霍普金森压杆技术对球墨铸铁材料在不同温度（20、−40、−60和−80 ℃）下的Ⅰ型动态断裂韧性进行了测试，并着重研究了材料的韧脆转变行为。试样的起裂时间由应变法确定，采用实验-数值方法确定了裂尖动态应力强度因子和材料的Ⅰ型动态断裂韧性。结果表明，在相同冲击速度加载下，球墨铸铁的Ⅰ型动态断裂韧性随温度的降低而明显降低，起裂时间也随温度降低而缩短。通过对断口进行微观分析，发现在不同温度下材料存在失效机理的转变。随...
2025, 45(8): 083301.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0062
摘要:
为探究薄壁椭球壳在局部冲击载荷作用下的变形特征，开展了实验和数值模拟研究。利用轻气枪开展弹丸冲击实验，采用三维数字图像相关技术记录变形过程，得到了圆柱弹丸以不同速度冲击作用下椭球壳的全局变形形貌以及中心凹陷深度和凹陷边界。在弹丸冲击椭球壳的数值模拟中，重点研究了3种曲率半径变化对椭球壳凹陷深度、凹陷长短轴的影响，采用量纲分析方法得到了无量纲变形特征所依赖的主要无量纲自变量，通过参数敏感性分析消减影响较小的参数，在保持相同材料、弹体尺寸与壳体厚度同一缩比时，得到了无量纲变形特征与3种曲率半径和速度...
为探究薄壁椭球壳在局部冲击载荷作用下的变形特征，开展了实验和数值模拟研究。利用轻气枪开展弹丸冲击实验，采用三维数字图像相关技术记录变形过程，得到了圆柱弹丸以不同速度冲击作用下椭球壳的全局变形形貌以及中心凹陷深度和凹陷边界。在弹丸冲击椭球壳的数值模拟中，重点研究了3种曲率半径变化对椭球壳凹陷深度、凹陷长短轴的影响，采用量纲分析方法得到了无量纲变形特征所依赖的主要无量纲自变量，通过参数敏感性分析消减影响较小的参数，在保持相同材料、弹体尺寸与壳体厚度同一缩比时，得到了无量纲变形特征与3种曲率半径和速度...
2025, 45(8): 083302.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0261
摘要:
加工与装配的公差导致间隙在工程结构中广泛存在，强动载下可能产生威胁结构可靠性与安全性的间隙射流。为了深入了解间隙射流的形成过程和形成机制，基于二级轻气炮对带有间隙的金属钨样品开展了超高速冲击加载实验，通过高速分幅照相系统记录了间隙射流的形成及演化过程。采用ANSYS Autodyn软件建立了预测间隙射流形成的数值模型，并基于代表性实验获取的射流形态及头部速度历史验证了该数值模型的适用性。通过调整数值模型中的飞片速度、间隙宽度和间隙半角，分别研究了这三者对间隙射流形成的影响，分析了定常射流模型的局...
加工与装配的公差导致间隙在工程结构中广泛存在，强动载下可能产生威胁结构可靠性与安全性的间隙射流。为了深入了解间隙射流的形成过程和形成机制，基于二级轻气炮对带有间隙的金属钨样品开展了超高速冲击加载实验，通过高速分幅照相系统记录了间隙射流的形成及演化过程。采用ANSYS Autodyn软件建立了预测间隙射流形成的数值模型，并基于代表性实验获取的射流形态及头部速度历史验证了该数值模型的适用性。通过调整数值模型中的飞片速度、间隙宽度和间隙半角，分别研究了这三者对间隙射流形成的影响，分析了定常射流模型的局...
2025, 45(8): 083303.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0294
摘要:
针对精确预测不同长径比（L/D）的圆柱套筒在一段起爆下的破片初速分布问题，首先基于试验验证的数值模型研究了L/D对破片初速的影响；在此基础上，提出了适用于L/D≥1圆柱套筒的初速分布计算模型，该模型中添加了与L/D相关的受轴向稀疏波影响的修正项；最后，通过试验和数值模拟对所提出的初速计算模型进行了验证。研究结果表明：不同L/D下的破片初速分布均呈现两端初速低、中间高的变化趋势，且L/D越大，破片初速越高，当L/D达到5时，最大破片初速与Gurney公式计算结果之间的相对误差仅为0.15%；公式计...
针对精确预测不同长径比（L/D）的圆柱套筒在一段起爆下的破片初速分布问题，首先基于试验验证的数值模型研究了L/D对破片初速的影响；在此基础上，提出了适用于L/D≥1圆柱套筒的初速分布计算模型，该模型中添加了与L/D相关的受轴向稀疏波影响的修正项；最后，通过试验和数值模拟对所提出的初速计算模型进行了验证。研究结果表明：不同L/D下的破片初速分布均呈现两端初速低、中间高的变化趋势，且L/D越大，破片初速越高，当L/D达到5时，最大破片初速与Gurney公式计算结果之间的相对误差仅为0.15%；公式计...
2025, 45(8): 083304.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0128
摘要:
在简易自制爆炸装置的近场爆炸中，防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能，设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料，通过开展“爆炸+侵彻”实验，研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失效模式，重点讨论爆炸冲击波和破片两种载荷时序性对毁伤特性的影响，并分析不同材料的吸能机理。研究结果表明：爆距的变化直接影响爆炸冲击波和破片作用的时序性，在本文讨论的工况中，当爆距大于600 mm时，破片先于冲击波作用；在冲击波和破片的复合作用下，铝面板除了破片的贯穿破坏外，还伴...
在简易自制爆炸装置的近场爆炸中，防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能，设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料，通过开展“爆炸+侵彻”实验，研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失效模式，重点讨论爆炸冲击波和破片两种载荷时序性对毁伤特性的影响，并分析不同材料的吸能机理。研究结果表明：爆距的变化直接影响爆炸冲击波和破片作用的时序性，在本文讨论的工况中，当爆距大于600 mm时，破片先于冲击波作用；在冲击波和破片的复合作用下，铝面板除了破片的贯穿破坏外，还伴...
2025, 45(8): 083305.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0156
摘要:
磨料水射流射孔是一种有效的油气井射孔增产手段，然而，孔道形成机制及其参数调控规律仍是亟待解决的问题之一。鉴于此，设计并开展了磨料水射流射孔实验。结果表明，孔道形成过程是3种物理作用耦合的结果，即：入流垂直冲蚀孔尖岩石加深孔道，饭流以小角度冲蚀孔壁岩石达到扩径作用，沿程流体机械能耗散使得射孔后期孔道演化变缓。由于入流破岩能力远强于返流破岩能力，磨料水射流射孔孔道的孔深与孔径之比随喷射时间的延长而增大，喷射5~300 s，孔深与孔径之比由7增大到28。返流的破岩能力由孔尖到孔口递减，返流对孔壁岩石的...
磨料水射流射孔是一种有效的油气井射孔增产手段，然而，孔道形成机制及其参数调控规律仍是亟待解决的问题之一。鉴于此，设计并开展了磨料水射流射孔实验。结果表明，孔道形成过程是3种物理作用耦合的结果，即：入流垂直冲蚀孔尖岩石加深孔道，饭流以小角度冲蚀孔壁岩石达到扩径作用，沿程流体机械能耗散使得射孔后期孔道演化变缓。由于入流破岩能力远强于返流破岩能力，磨料水射流射孔孔道的孔深与孔径之比随喷射时间的延长而增大，喷射5~300 s，孔深与孔径之比由7增大到28。返流的破岩能力由孔尖到孔口递减，返流对孔壁岩石的...
2025, 45(8): 084201.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0191
摘要:
对于复杂结构的爆炸载荷估计，传统数值模拟方法计算耗时长，而基于神经网络的快速估计仅能进行点估计，无法给出结果的置信度。为此，结合贝叶斯理论和深度学习，构建了复杂结构爆炸载荷快速估计的贝叶斯深度学习方法。通过开源数值模拟软件，计算了爆炸当量、位置、速度等参数大范围变化下复杂结构的爆炸载荷数据，基于贝叶斯理论将深度学习模型参数视为随机变量，利用变分贝叶斯推断高效训练模型，在保证爆炸载荷快速估计精度的同时，赋予模型不确定性量化的能力。结果表明，该方法对训练数据以外的爆炸载荷快速估计的误差约为12.2%...
对于复杂结构的爆炸载荷估计，传统数值模拟方法计算耗时长，而基于神经网络的快速估计仅能进行点估计，无法给出结果的置信度。为此，结合贝叶斯理论和深度学习，构建了复杂结构爆炸载荷快速估计的贝叶斯深度学习方法。通过开源数值模拟软件，计算了爆炸当量、位置、速度等参数大范围变化下复杂结构的爆炸载荷数据，基于贝叶斯理论将深度学习模型参数视为随机变量，利用变分贝叶斯推断高效训练模型，在保证爆炸载荷快速估计精度的同时，赋予模型不确定性量化的能力。结果表明，该方法对训练数据以外的爆炸载荷快速估计的误差约为12.2%...
2025, 45(8): 084202.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0147
摘要:
为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程，分别采用FEM（finite element method）、SPG（smoothed particle Galerkin）、SPH（smoothed particle hydrodynamics）、FE-SPH（finite element-smoothed particle hydrodynamics）自适应数值模拟方法，对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值模拟计算，对比了4种数值模拟方法在描述弹丸侵彻穿靶后，弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿...
为了更好地量化表征钨合金弹丸侵彻靶板过程，分别采用FEM（finite element method）、SPG（smoothed particle Galerkin）、SPH（smoothed particle hydrodynamics）、FE-SPH（finite element-smoothed particle hydrodynamics）自适应数值模拟方法，对钨合金弹丸侵彻Q235A钢靶开展了数值模拟计算，对比了4种数值模拟方法在描述弹丸侵彻穿靶后，弹丸剩余速度、靶板穿孔孔径以及弹丸穿...
2025, 45(8): 085201.
doi: 10.11883/bzycj-2024-0254
摘要:
为解决隧道拱脚周边孔爆破难成形以致超挖和掌子面底部欠挖问题，研究了马蹄形隧道拱脚周边孔爆破围岩的损伤特征。依托方山隧道，建立了拱脚周边孔的三维数值模型，模拟了拱脚处围岩的损伤情况，分析了爆破效果与自由面形状、装药量以及空孔偏转角的映射关系，并通过现场试验进行了验证。结果表明：自由面形状显著影响围岩的损伤范围和炸药的能量利用率，相较于平直自由面，凹形自由面的损伤范围小，岩石的夹制作用更大，炸药爆破难以有效破碎围岩，能量利用率仅为78%；爆破效果随着装药量的增加呈先增大后减小的趋势，当拱脚周边孔的线...
为解决隧道拱脚周边孔爆破难成形以致超挖和掌子面底部欠挖问题，研究了马蹄形隧道拱脚周边孔爆破围岩的损伤特征。依托方山隧道，建立了拱脚周边孔的三维数值模型，模拟了拱脚处围岩的损伤情况，分析了爆破效果与自由面形状、装药量以及空孔偏转角的映射关系，并通过现场试验进行了验证。结果表明：自由面形状显著影响围岩的损伤范围和炸药的能量利用率，相较于平直自由面，凹形自由面的损伤范围小，岩石的夹制作用更大，炸药爆破难以有效破碎围岩，能量利用率仅为78%；爆破效果随着装药量的增加呈先增大后减小的趋势，当拱脚周边孔的线...
