2022年 42卷 第2期
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2022, 42(2): 022101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0065
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为了探索液体碳氢燃料参与旋转爆轰所产生的不完全燃烧现象，采用守恒元与求解元方法，开展柱坐标系下的汽油/空气两相旋转爆轰燃烧室三维数值模拟研究，针对燃料喷注压力和反应物当量比对旋转爆轰流场结构及燃烧室性能的影响进行分析。分析结果表明：保持总当量比为1.00，随着燃料喷注压力的上升，燃烧室内燃料不均匀分布增强，产生局部富燃区，燃料在燃烧室未能完全反应，导致燃烧室燃料比冲下降；保持喷注压力不变，减小当量比，在贫燃工况下依然存在局部富燃区，导致燃烧室内出现不完全燃烧现象，降低燃烧室比冲性能。由此可知，反应物喷注方案对气液两相旋转爆轰的不完全燃烧有显著影响。
为了探索液体碳氢燃料参与旋转爆轰所产生的不完全燃烧现象，采用守恒元与求解元方法，开展柱坐标系下的汽油/空气两相旋转爆轰燃烧室三维数值模拟研究，针对燃料喷注压力和反应物当量比对旋转爆轰流场结构及燃烧室性能的影响进行分析。分析结果表明：保持总当量比为1.00，随着燃料喷注压力的上升，燃烧室内燃料不均匀分布增强，产生局部富燃区，燃料在燃烧室未能完全反应，导致燃烧室燃料比冲下降；保持喷注压力不变，减小当量比，在贫燃工况下依然存在局部富燃区，导致燃烧室内出现不完全燃烧现象，降低燃烧室比冲性能。由此可知，反应物喷注方案对气液两相旋转爆轰的不完全燃烧有显著影响。
2022, 42(2): 022201.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0209
摘要:
爆炸容器内壁所受爆炸载荷的确定是容器动态响应特征研究、容器结构设计及安全评估的基础。对自行研制的组合式圆柱形爆炸容器开展了系列内爆加载试验，测量了容器内壁几个典型位置所受爆炸载荷，并利用ANSYS/LS-DYNA软件对容器内爆载荷的形成和传播全过程进行了数值模拟。通过对试验结果进行分析，获得了容器内壁所受爆炸载荷的特征及其分布规律，并拟合出容器圆柱形壳体部分所受载荷首脉冲的峰值压力、正压作用时间和比冲量经验计算公式、容器内部准静态压力经验计算公式。通过对数值模拟结果进行分析，阐明了容器内壁所受爆炸载荷特征和分布规律的形成机理。研究结果表明，椭球端盖内壁产生的马赫反射波在端盖极点汇聚，使得极点所受载荷峰值压力及单次脉冲比冲量峰值总是所有测点中最大的，峰值压力最高可达圆柱壳所受最大压力的2.79倍，应予以足够重视。
爆炸容器内壁所受爆炸载荷的确定是容器动态响应特征研究、容器结构设计及安全评估的基础。对自行研制的组合式圆柱形爆炸容器开展了系列内爆加载试验，测量了容器内壁几个典型位置所受爆炸载荷，并利用ANSYS/LS-DYNA软件对容器内爆载荷的形成和传播全过程进行了数值模拟。通过对试验结果进行分析，获得了容器内壁所受爆炸载荷的特征及其分布规律，并拟合出容器圆柱形壳体部分所受载荷首脉冲的峰值压力、正压作用时间和比冲量经验计算公式、容器内部准静态压力经验计算公式。通过对数值模拟结果进行分析，阐明了容器内壁所受爆炸载荷特征和分布规律的形成机理。研究结果表明，椭球端盖内壁产生的马赫反射波在端盖极点汇聚，使得极点所受载荷峰值压力及单次脉冲比冲量峰值总是所有测点中最大的，峰值压力最高可达圆柱壳所受最大压力的2.79倍，应予以足够重视。
2022, 42(2): 023101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0147
摘要:
粗骨料作为混凝土材料组成最主要的部分，对混凝土力学性能和破坏模式有着很重要的影响。为了研究粗骨料平均粒径对混凝土动态力学性能的影响规律，针对不同平均粗骨料平均粒径（6、12、24 mm）的混凝土和砂浆材料进行了一系列SHPB试验，得到了不同应变率下各试件的应力-应变曲线，并对每种材料的动态增长因子（dynamic increase factor，DIF）与应变率的对数进行了线性拟合。结果表明：砂浆和混凝土材料的抗压强度具有明显的应变率效应，其动态抗压强度随着应变率的增加而逐渐增大，应力-应变曲线呈现相似的变化趋势；在相同的动态应变率条件下，平均粗骨料粒径为12 mm的混凝土的动态抗压强度最大，这与准静态条件下砂浆抗压强度最大截然不同；不同粗骨料粒径混凝土材料的应变率强化系数均大于砂浆材料，且随着粗骨料无量纲尺寸的增大，混凝土材料的应变率强化因子呈现先增大后减小的趋势。
粗骨料作为混凝土材料组成最主要的部分，对混凝土力学性能和破坏模式有着很重要的影响。为了研究粗骨料平均粒径对混凝土动态力学性能的影响规律，针对不同平均粗骨料平均粒径（6、12、24 mm）的混凝土和砂浆材料进行了一系列SHPB试验，得到了不同应变率下各试件的应力-应变曲线，并对每种材料的动态增长因子（dynamic increase factor，DIF）与应变率的对数进行了线性拟合。结果表明：砂浆和混凝土材料的抗压强度具有明显的应变率效应，其动态抗压强度随着应变率的增加而逐渐增大，应力-应变曲线呈现相似的变化趋势；在相同的动态应变率条件下，平均粗骨料粒径为12 mm的混凝土的动态抗压强度最大，这与准静态条件下砂浆抗压强度最大截然不同；不同粗骨料粒径混凝土材料的应变率强化系数均大于砂浆材料，且随着粗骨料无量纲尺寸的增大，混凝土材料的应变率强化因子呈现先增大后减小的趋势。
2022, 42(2): 023102.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0151
摘要:
为研究火灾高温与撞击联合作用下钢管混凝土柱的力学性能，基于ABAQUS建立了高温作用下考虑轴力影响的钢管混凝土柱侧向撞击有限元模型。首先，对高温与撞击联合作用下考虑轴力影响的钢管混凝土柱的破坏模式与受力全过程进行了分析，探讨了高温下钢管混凝土柱的抗撞性能与工作机理；其次，重点研究了受火时间、材料强度、含钢率以及撞击能量对抗撞性能的影响，并给出了相关设计建议。研究结果表明：高温与撞击联合作用下，钢管混凝土柱主要发生受弯破坏；受火15 min后，构件抗撞性能明显降低。轴压力对构件抗撞性能产生不利影响，轴压比从0增加到0.2，受火60 min构件抗撞性能下降了7.8%；混凝土强度对高温下钢管混凝土柱抗撞性能有显著影响，受火90 min后，混凝土强度由30 MPa增加到50 MPa，构件抗撞性能提高约85%；外钢管强度与含钢率对高温下抗撞性能影响不大。
为研究火灾高温与撞击联合作用下钢管混凝土柱的力学性能，基于ABAQUS建立了高温作用下考虑轴力影响的钢管混凝土柱侧向撞击有限元模型。首先，对高温与撞击联合作用下考虑轴力影响的钢管混凝土柱的破坏模式与受力全过程进行了分析，探讨了高温下钢管混凝土柱的抗撞性能与工作机理；其次，重点研究了受火时间、材料强度、含钢率以及撞击能量对抗撞性能的影响，并给出了相关设计建议。研究结果表明：高温与撞击联合作用下，钢管混凝土柱主要发生受弯破坏；受火15 min后，构件抗撞性能明显降低。轴压力对构件抗撞性能产生不利影响，轴压比从0增加到0.2，受火60 min构件抗撞性能下降了7.8%；混凝土强度对高温下钢管混凝土柱抗撞性能有显著影响，受火90 min后，混凝土强度由30 MPa增加到50 MPa，构件抗撞性能提高约85%；外钢管强度与含钢率对高温下抗撞性能影响不大。
2022, 42(2): 023201.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0036
摘要:
为考查阻尼参数对空爆荷载等效静载动力系数的影响，理论推导了空爆荷载下结构等效单自由体系弹塑性位移解及延性比解，设计并计算了阻尼比0.000 1～0.1、延性比1～4的20种典型工况的动力系数，并与现行抗爆设计规范动力系数公式结果进行了对比。结果表明：阻尼比小于0.000 1时可基本代表无阻尼状态，阻尼比0.01的动力系数比无阻尼的最大降低幅度为2.08%，数值差异很小，因此阻尼比为0.01以内时，可忽略阻尼对动力系数的影响；阻尼比0.05的动力系数比无阻尼的降低幅度约9.92%，数值差异较大，认为阻尼比0.05以上时将具有明显的经济效益；现行设计规范动力系数更适用于柔性结构体系，运用于刚性结构抗爆设计时，计算误差较大，对阻尼比较小的结构设计更不利。
为考查阻尼参数对空爆荷载等效静载动力系数的影响，理论推导了空爆荷载下结构等效单自由体系弹塑性位移解及延性比解，设计并计算了阻尼比0.000 1～0.1、延性比1～4的20种典型工况的动力系数，并与现行抗爆设计规范动力系数公式结果进行了对比。结果表明：阻尼比小于0.000 1时可基本代表无阻尼状态，阻尼比0.01的动力系数比无阻尼的最大降低幅度为2.08%，数值差异很小，因此阻尼比为0.01以内时，可忽略阻尼对动力系数的影响；阻尼比0.05的动力系数比无阻尼的降低幅度约9.92%，数值差异较大，认为阻尼比0.05以上时将具有明显的经济效益；现行设计规范动力系数更适用于柔性结构体系，运用于刚性结构抗爆设计时，计算误差较大，对阻尼比较小的结构设计更不利。
2022, 42(2): 023301.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0230
摘要:
为研究一种改进型的波阻抗梯度材料防护结构Ti/Al/Mg结构的撞击极限，采 用 二 级 轻 气 炮 以3.0～8.0 km/s的速度对Ti/Al/Mg结构、Al/Mg结构和2A12结构开展了超高速撞击实验，建立了Ti/Al/Mg结构的撞击极限曲线。结果表明：高阻抗的钛合金表层能产生更高的冲击压力和温升，使弹丸充分破碎；在面密度相同的条件下，与Al/Mg结构和2A12结构相比，Ti/Al/Mg结构具有更强的防护性能。通过理论计算得到Ti/Al/Mg结构撞击极限曲线的区间转变速度小于7.0 km/s，但其实验撞击极限曲线上并未出现明显的区间转变，在实验速度范围内，撞击极限随着撞击速度的提升而增大，这与典型Whipple结构撞击极限曲线存在差异。
为研究一种改进型的波阻抗梯度材料防护结构Ti/Al/Mg结构的撞击极限，采 用 二 级 轻 气 炮 以3.0～8.0 km/s的速度对Ti/Al/Mg结构、Al/Mg结构和2A12结构开展了超高速撞击实验，建立了Ti/Al/Mg结构的撞击极限曲线。结果表明：高阻抗的钛合金表层能产生更高的冲击压力和温升，使弹丸充分破碎；在面密度相同的条件下，与Al/Mg结构和2A12结构相比，Ti/Al/Mg结构具有更强的防护性能。通过理论计算得到Ti/Al/Mg结构撞击极限曲线的区间转变速度小于7.0 km/s，但其实验撞击极限曲线上并未出现明显的区间转变，在实验速度范围内，撞击极限随着撞击速度的提升而增大，这与典型Whipple结构撞击极限曲线存在差异。
2022, 42(2): 023302.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0427
摘要:
为研究高硬度钢板抗不同着角钨球的侵彻性能及破坏模式，通过弹道枪进行了\begin{document}$ \varnothing $\end{document} ![]()
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为研究高硬度钢板抗不同着角钨球的侵彻性能及破坏模式，通过弹道枪进行了
2022, 42(2): 023303.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0181
摘要:
为了研究12.7 mm穿燃弹以不同速度撞击陶瓷/铝合金复合靶板时弹芯的破碎及失效特性，开展了12.7 mm穿燃弹以434.5～844.6 m/s速度撞击SiC陶瓷/6061T6铝合金复合靶板的弹道试验，分析了弹靶的失效模式。弹芯在侵彻靶板后会产生不同尺寸的碎片，使用回收箱收集弹芯碎片并用不同孔径筛网对其进行筛分、称重，得到了不同撞击速度下弹芯碎片的质量分布，并对不同部位的弹芯碎片断口形貌进行了宏观和微观观测分析。研究结果表明：背板失效模式为碟形变形-剪切穿孔-花瓣形失效，试验后的弹芯碎片累积质量分布符合Rosin-Rammler幂率分布规律，且随着着靶速度的增大，小质量碎片质量增加；弹芯在冲击过程中等效直径较大碎片（大于8 mm）失效模式为拉伸脆性断裂，而等效直径小于2 mm的碎片上存在局部塑性剪切断裂。
为了研究12.7 mm穿燃弹以不同速度撞击陶瓷/铝合金复合靶板时弹芯的破碎及失效特性，开展了12.7 mm穿燃弹以434.5～844.6 m/s速度撞击SiC陶瓷/6061T6铝合金复合靶板的弹道试验，分析了弹靶的失效模式。弹芯在侵彻靶板后会产生不同尺寸的碎片，使用回收箱收集弹芯碎片并用不同孔径筛网对其进行筛分、称重，得到了不同撞击速度下弹芯碎片的质量分布，并对不同部位的弹芯碎片断口形貌进行了宏观和微观观测分析。研究结果表明：背板失效模式为碟形变形-剪切穿孔-花瓣形失效，试验后的弹芯碎片累积质量分布符合Rosin-Rammler幂率分布规律，且随着着靶速度的增大，小质量碎片质量增加；弹芯在冲击过程中等效直径较大碎片（大于8 mm）失效模式为拉伸脆性断裂，而等效直径小于2 mm的碎片上存在局部塑性剪切断裂。
2022, 42(2): 023304.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0291
摘要:
为研究椭圆截面弹体对半无限金属靶体的侵彻弹道规律，基于14.5 mm弹道枪平台，开展了椭圆截面弹体在0°～20°倾角、850～950 m/s撞击速度下对2A12铝合金的斜侵彻试验。基于空腔膨胀理论及局部相互作用模型，建立了椭圆截面弹体侵彻弹道模型，并结合试验数据验证了模型的准确性。在此基础上，进一步分析了椭圆截面弹体长短轴之比、绕弹轴旋转角度、弹体撞击速度对侵彻弹道的影响规律。弹体长短轴之比为1.0时，弹体退化为尖卵形圆截面弹体，且椭圆截面弹体侵彻弹道稳定性随长短轴之比的增大而变弱，最优长短轴之比为1.0，即尖卵形圆截面弹体。椭圆截面弹体绕弹轴旋转一定角度后，侵彻弹道在平面曲线与空间曲线之间变化，当旋转角度为0°、90°时，侵彻弹道为二维平面弹道，当旋转角度在0°～90°之间时，侵彻弹道为三维空间弹道。当弹体撞击速度由800 m/s提升至1000 m/s时，椭圆截面弹体姿态角增量由18.6°降至17.8°。
为研究椭圆截面弹体对半无限金属靶体的侵彻弹道规律，基于14.5 mm弹道枪平台，开展了椭圆截面弹体在0°～20°倾角、850～950 m/s撞击速度下对2A12铝合金的斜侵彻试验。基于空腔膨胀理论及局部相互作用模型，建立了椭圆截面弹体侵彻弹道模型，并结合试验数据验证了模型的准确性。在此基础上，进一步分析了椭圆截面弹体长短轴之比、绕弹轴旋转角度、弹体撞击速度对侵彻弹道的影响规律。弹体长短轴之比为1.0时，弹体退化为尖卵形圆截面弹体，且椭圆截面弹体侵彻弹道稳定性随长短轴之比的增大而变弱，最优长短轴之比为1.0，即尖卵形圆截面弹体。椭圆截面弹体绕弹轴旋转一定角度后，侵彻弹道在平面曲线与空间曲线之间变化，当旋转角度为0°、90°时，侵彻弹道为二维平面弹道，当旋转角度在0°～90°之间时，侵彻弹道为三维空间弹道。当弹体撞击速度由800 m/s提升至1000 m/s时，椭圆截面弹体姿态角增量由18.6°降至17.8°。
2022, 42(2): 024101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0184
摘要:
为模拟深部高围压硐室结构在爆炸地冲击扰动作用下的长持时加载过程，开展了模拟装置的调试和试验工作。分析了爆炸作用下，远场扰动应力波的主参量，并采用量纲分析获得了满足相似定律的仪器参数指标。利用模拟试验装置，分析探讨了气室压力、电磁阀开启时间、活塞速度、水压以及整形材料等因素对冲击波形、正压时间、升压时间和峰值的影响规律。结果表明，整形材料的刚度越低，应力波形的正压时间及升压时间越长，峰值相对越低；活塞撞击速度越高，应力峰值越高，但是正压时间及波形无明显变化。通过控制电磁阀开闭时间和气室气体压力值，可以控制活塞撞击的速度。通过改变整形材料和活塞撞击速度，实现了正压时间在3.5～5.0 ms之间的调整、升压时间在0.9～2.5 ms之间的调整，峰值在4～8 MPa之间的调整，调整后输出的压力波形可有效模拟深部围岩中远区爆炸应力波。采用有机玻璃复合结构作为试件，验证了装置在模拟深部围岩地冲击扰动作用的可行性及可靠性。上述研究证明了装置可为室内试验提供参数可控的爆炸地冲击扰动，丰富了深部地质力学试验系统模拟爆炸扰动的研究。
为模拟深部高围压硐室结构在爆炸地冲击扰动作用下的长持时加载过程，开展了模拟装置的调试和试验工作。分析了爆炸作用下，远场扰动应力波的主参量，并采用量纲分析获得了满足相似定律的仪器参数指标。利用模拟试验装置，分析探讨了气室压力、电磁阀开启时间、活塞速度、水压以及整形材料等因素对冲击波形、正压时间、升压时间和峰值的影响规律。结果表明，整形材料的刚度越低，应力波形的正压时间及升压时间越长，峰值相对越低；活塞撞击速度越高，应力峰值越高，但是正压时间及波形无明显变化。通过控制电磁阀开闭时间和气室气体压力值，可以控制活塞撞击的速度。通过改变整形材料和活塞撞击速度，实现了正压时间在3.5～5.0 ms之间的调整、升压时间在0.9～2.5 ms之间的调整，峰值在4～8 MPa之间的调整，调整后输出的压力波形可有效模拟深部围岩中远区爆炸应力波。采用有机玻璃复合结构作为试件，验证了装置在模拟深部围岩地冲击扰动作用的可行性及可靠性。上述研究证明了装置可为室内试验提供参数可控的爆炸地冲击扰动，丰富了深部地质力学试验系统模拟爆炸扰动的研究。
2022, 42(2): 024102.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0067
摘要:
扩大成像视野对于开展充水容器中弹体入水冲击波传播及弥散方面的可视化研究具有重要的实际意义。阴影成像技术适用于大视野实验，且对流场冲击波和扰动的可视化研究具有简单性和通用性，其中直接阴影成像最为简单，但可靠点光源的缺乏是阻碍其发展应用的瓶颈。因此基于国产短弧氙灯管，自制了短弧氙灯点光源，根据阴影成像原理，设计出一种弹体入水冲击波阴影成像可视化系统，详细介绍了其组成和运行原理。利用该系统对高速弹体入水进行了试验研究，获得了弹体入水冲击波的阴影成像和冲击波信号的压力时程曲线，通过阴影成像和冲击波信号相结合分析了弹体入水冲击波的传播特性，并进行了理论验证。结果表明：该弹体入水冲击波阴影成像可视化系统具有可靠性和设计的合理性。弹体高速入水后，初始冲击波的强度最大，随着冲击波的传播，冲击波强度逐渐降低，水中冲击波的传播速度不断降低，球形冲击波的半径逐渐增大。
扩大成像视野对于开展充水容器中弹体入水冲击波传播及弥散方面的可视化研究具有重要的实际意义。阴影成像技术适用于大视野实验，且对流场冲击波和扰动的可视化研究具有简单性和通用性，其中直接阴影成像最为简单，但可靠点光源的缺乏是阻碍其发展应用的瓶颈。因此基于国产短弧氙灯管，自制了短弧氙灯点光源，根据阴影成像原理，设计出一种弹体入水冲击波阴影成像可视化系统，详细介绍了其组成和运行原理。利用该系统对高速弹体入水进行了试验研究，获得了弹体入水冲击波的阴影成像和冲击波信号的压力时程曲线，通过阴影成像和冲击波信号相结合分析了弹体入水冲击波的传播特性，并进行了理论验证。结果表明：该弹体入水冲击波阴影成像可视化系统具有可靠性和设计的合理性。弹体高速入水后，初始冲击波的强度最大，随着冲击波的传播，冲击波强度逐渐降低，水中冲击波的传播速度不断降低，球形冲击波的半径逐渐增大。
2022, 42(2): 024201.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0214
摘要:
液电效应机理复杂，鲜有成熟的商用数值模拟软件能够描述等离子体通道内部特性，为了将液电效应产生的冲击波运用于已有的数值模拟软件中，以满足工程需要，介绍了两种基于显式动力学软件LS-DYNA间接模拟液电效应产生冲击波的方法：水下爆炸等效（分为爆炸能量等效与冲击波能量等效）和理想气体等效，并进行了比较与改进，分析了不同沉积能量下采用不同等效方法得到的峰压计算结果的差异。结果显示，在沉积能量相同的条件下，基于爆炸能量等效方法得到的冲击波峰值压力最高，基于冲击波能量等效方法得到的冲击波峰值压力次之，基于理想气体等效方法得到的冲击波峰值压力最低，理想气体等效模拟的峰压相较于前两种等效方法小1～2个数量级；爆炸能量等效与冲击波能量等效的冲击波波速相等，且高于理想气体等效的冲击波波速；沉积能量减小会使得3种等效方法模拟的峰压均有不同程度的减小，但大小顺序不发生变化；改进后的等效爆炸方法能够适应沉积能量的变化，与Touya经验公式拟合较好；基于LS-DYNA对液电效应冲击波峰值压力进行准确模拟，除了选取适合的等效方法，还应结合具体的放电条件，建立适当的数值模型，在满足计算要求的条件下实现冲击波峰值压力的快速计算。
液电效应机理复杂，鲜有成熟的商用数值模拟软件能够描述等离子体通道内部特性，为了将液电效应产生的冲击波运用于已有的数值模拟软件中，以满足工程需要，介绍了两种基于显式动力学软件LS-DYNA间接模拟液电效应产生冲击波的方法：水下爆炸等效（分为爆炸能量等效与冲击波能量等效）和理想气体等效，并进行了比较与改进，分析了不同沉积能量下采用不同等效方法得到的峰压计算结果的差异。结果显示，在沉积能量相同的条件下，基于爆炸能量等效方法得到的冲击波峰值压力最高，基于冲击波能量等效方法得到的冲击波峰值压力次之，基于理想气体等效方法得到的冲击波峰值压力最低，理想气体等效模拟的峰压相较于前两种等效方法小1～2个数量级；爆炸能量等效与冲击波能量等效的冲击波波速相等，且高于理想气体等效的冲击波波速；沉积能量减小会使得3种等效方法模拟的峰压均有不同程度的减小，但大小顺序不发生变化；改进后的等效爆炸方法能够适应沉积能量的变化，与Touya经验公式拟合较好；基于LS-DYNA对液电效应冲击波峰值压力进行准确模拟，除了选取适合的等效方法，还应结合具体的放电条件，建立适当的数值模型，在满足计算要求的条件下实现冲击波峰值压力的快速计算。
2022, 42(2): 025101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0205
摘要:
依据规范设计了3种不同连接件的弧形双钢板混凝土组合板，基于ANSYS/LS-DYNA非线性有限元程序研究了弧形双钢板混凝土组合板在近场爆炸作用下的损伤模式、跨中位移变化以及能量消耗状况等，对比研究了3种不同板的耗能状况及损伤机理。以背爆面钢板跨中位移为指标，分析了用药量、混凝土强度和钢板厚度等参数对弧形双钢板混凝土板抗爆性能的影响规律。结果表明：在近场爆炸作用下，弧形板均保持良好的整体性，没有出现混凝土飞散现象，仍具有持续承载能力，比传统平面双钢板混凝土组合板具有更加优异的抗爆性能；重叠栓钉的连接性能强于栓钉，稍弱于对拉螺栓；提高混凝土强度不能改善混凝土的损伤状况，但能减小跨中位移；增加钢板厚度能显著减小钢板跨中位移，提高弧形双钢板混凝土组合板的抗爆能力。
依据规范设计了3种不同连接件的弧形双钢板混凝土组合板，基于ANSYS/LS-DYNA非线性有限元程序研究了弧形双钢板混凝土组合板在近场爆炸作用下的损伤模式、跨中位移变化以及能量消耗状况等，对比研究了3种不同板的耗能状况及损伤机理。以背爆面钢板跨中位移为指标，分析了用药量、混凝土强度和钢板厚度等参数对弧形双钢板混凝土板抗爆性能的影响规律。结果表明：在近场爆炸作用下，弧形板均保持良好的整体性，没有出现混凝土飞散现象，仍具有持续承载能力，比传统平面双钢板混凝土组合板具有更加优异的抗爆性能；重叠栓钉的连接性能强于栓钉，稍弱于对拉螺栓；提高混凝土强度不能改善混凝土的损伤状况，但能减小跨中位移；增加钢板厚度能显著减小钢板跨中位移，提高弧形双钢板混凝土组合板的抗爆能力。
2022, 42(2): 025401.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0231
摘要:
为探究CO2、N2和Ar对C3H8可燃下极限的影响，在5 L爆炸容器中测定了C3H8在O2/CO2、O2/Ar、O2/N2三种气氛下的可燃下极限。首先分析了稀释气浓度、稀释气种类和氧气浓度对C3H8的可燃下极限的影响。结果表明，在O2/CO2气氛下，稀释气浓度变化对C3H8的可燃下极限影响最大，对O2/Ar的影响次之，对O2/N2的影响最小。在相同稀释气浓度条件下，CO2对C3H8可燃下极限的影响最大，N2的影响次之，Ar的影响最小。随着O2浓度的上升，O2/CO2气氛的可燃下极限出现较为明显的下降，O2/N2和O2/Ar的氛围的可燃下极限平缓上升。通过建立能量平衡方程分析了稀释气的比热和辐射效应对可燃下极限的影响。结果表明，混合气比热的改变是C3H8可燃下极限改变的主要原因，辐射热损失是影响可燃下极限的重要因素。
为探究CO2、N2和Ar对C3H8可燃下极限的影响，在5 L爆炸容器中测定了C3H8在O2/CO2、O2/Ar、O2/N2三种气氛下的可燃下极限。首先分析了稀释气浓度、稀释气种类和氧气浓度对C3H8的可燃下极限的影响。结果表明，在O2/CO2气氛下，稀释气浓度变化对C3H8的可燃下极限影响最大，对O2/Ar的影响次之，对O2/N2的影响最小。在相同稀释气浓度条件下，CO2对C3H8可燃下极限的影响最大，N2的影响次之，Ar的影响最小。随着O2浓度的上升，O2/CO2气氛的可燃下极限出现较为明显的下降，O2/N2和O2/Ar的氛围的可燃下极限平缓上升。通过建立能量平衡方程分析了稀释气的比热和辐射效应对可燃下极限的影响。结果表明，混合气比热的改变是C3H8可燃下极限改变的主要原因，辐射热损失是影响可燃下极限的重要因素。
