2023年 43卷 第6期
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2023, 43(6): 061101.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0521
摘要:
爆炸致创伤性脑损伤是现代战争和爆炸事故中最常见的伤亡之一。近年来由爆炸波引起的轻度原发性颅脑冲击伤在士兵伤患中占大多数，引起了研究人员重视。由于伦理和技术方面的限制，人体爆炸实验难以开展，数值模拟已经成为研究颅脑爆炸伤的重要手段之一。合理的物理建模结合可靠的模型和参数，能够定量给出爆炸冲击波作用下人体头部和大脑的生物力学响应，揭示大脑损伤的力学机制，这些对于认识颅脑爆炸伤的生物力学特性以及单兵防护装备的设计和优化都具有重要的意义。本文旨在为研究人员提供有关原发性颅脑爆炸伤数值模拟方面研究现状的背...
爆炸致创伤性脑损伤是现代战争和爆炸事故中最常见的伤亡之一。近年来由爆炸波引起的轻度原发性颅脑冲击伤在士兵伤患中占大多数，引起了研究人员重视。由于伦理和技术方面的限制，人体爆炸实验难以开展，数值模拟已经成为研究颅脑爆炸伤的重要手段之一。合理的物理建模结合可靠的模型和参数，能够定量给出爆炸冲击波作用下人体头部和大脑的生物力学响应，揭示大脑损伤的力学机制，这些对于认识颅脑爆炸伤的生物力学特性以及单兵防护装备的设计和优化都具有重要的意义。本文旨在为研究人员提供有关原发性颅脑爆炸伤数值模拟方面研究现状的背...
2023, 43(6): 062201.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0430
摘要:
基于碳纤维增强复合材料面板与金属芯层，设计出金字塔型复合点阵夹芯结构。利用地面爆炸冲击实验，研究复合点阵结构在强爆炸载荷作用下的损伤机理和失效模式。基于材料的细观损伤机理，构建复合材料面板的三维渐进损伤模型和金属芯层的Johnson-Cook损伤模型，并结合有限元方法发展了复合点阵结构的爆炸冲击响应预报模型。开展了不同载荷工况下结构的动态响应特性分析，结合实验测试结果分析了结构抗爆性能的主要影响因素。研究表明，在近距离强爆炸载荷作用下，复合点阵结构整体构型基本保持完好，仅局部出现失效现象，主要失...
基于碳纤维增强复合材料面板与金属芯层，设计出金字塔型复合点阵夹芯结构。利用地面爆炸冲击实验，研究复合点阵结构在强爆炸载荷作用下的损伤机理和失效模式。基于材料的细观损伤机理，构建复合材料面板的三维渐进损伤模型和金属芯层的Johnson-Cook损伤模型，并结合有限元方法发展了复合点阵结构的爆炸冲击响应预报模型。开展了不同载荷工况下结构的动态响应特性分析，结合实验测试结果分析了结构抗爆性能的主要影响因素。研究表明，在近距离强爆炸载荷作用下，复合点阵结构整体构型基本保持完好，仅局部出现失效现象，主要失...
2023, 43(6): 062301.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0489
摘要:
为了认识慢烤过程中初始空腔体积率对HMX基PBX-3炸药热致相变以及点火响应特性的影响，设计了小尺寸强约束慢烤实验装置。在相同温升速率下，开展了空腔体积率分别为1.0%、4.2%和13.8%的约束PBX-3炸药慢烤实验，获得了炸药内部不同位置以及约束壳体表面的温度演变历程，对炸药中HMX相变过程、初始空腔体积率对HMX相变影响的机制、HMX相变进程对点火反应温度的影响进行了详细分析。结果表明：初始空腔体积率越小，HMX相变吸热表现出的温度平台持续时间越短，点火时刻约束壳体表面的温度越高。分析认为...
为了认识慢烤过程中初始空腔体积率对HMX基PBX-3炸药热致相变以及点火响应特性的影响，设计了小尺寸强约束慢烤实验装置。在相同温升速率下，开展了空腔体积率分别为1.0%、4.2%和13.8%的约束PBX-3炸药慢烤实验，获得了炸药内部不同位置以及约束壳体表面的温度演变历程，对炸药中HMX相变过程、初始空腔体积率对HMX相变影响的机制、HMX相变进程对点火反应温度的影响进行了详细分析。结果表明：初始空腔体积率越小，HMX相变吸热表现出的温度平台持续时间越短，点火时刻约束壳体表面的温度越高。分析认为...
2023, 43(6): 063101.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0421
摘要:
为研究地应力、地温和动力扰动下岩石的动力特性，利用带围压的分离式霍普金森压杆装置，对常温（25 ℃）和经历不同高温水冷（100、300、450和600 ℃）后的玄武岩试样开展了恒定动载下不同围压等级（2、4和6 MPa）的动态压缩实验，借助静态力学实验及微观实验的测试结果，分别探讨了温度和围压对玄武岩动态力学特性及破坏特征的影响规律，并基于Weibull分布理论，构建了恒定动载下高温水冷后玄武岩的动态本构模型。结果表明：3组围压下，玄武岩的动态峰值应力、弹性模量均存在温度劣化效应，且围压越高，温...
为研究地应力、地温和动力扰动下岩石的动力特性，利用带围压的分离式霍普金森压杆装置，对常温（25 ℃）和经历不同高温水冷（100、300、450和600 ℃）后的玄武岩试样开展了恒定动载下不同围压等级（2、4和6 MPa）的动态压缩实验，借助静态力学实验及微观实验的测试结果，分别探讨了温度和围压对玄武岩动态力学特性及破坏特征的影响规律，并基于Weibull分布理论，构建了恒定动载下高温水冷后玄武岩的动态本构模型。结果表明：3组围压下，玄武岩的动态峰值应力、弹性模量均存在温度劣化效应，且围压越高，温...
2023, 43(6): 063102.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0248
摘要:
采用\begin{document}$\varnothing $\end{document} ![]()
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采用
2023, 43(6): 063201.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0313
摘要:
战斗部复杂的末弹道参数会影响近地爆炸冲击波的周向传播规律及对目标的毁伤程度，研究柱形装药近地爆炸冲击波传播规律对精确评估毁伤效能具有重要的工程意义。基于AUTODYN-3D软件对不同末弹道参数的柱形装药近地爆炸进行了数值模拟，通过对2个方向分别建模，获得了柱形装药近地爆炸下前、后、侧3个方向的冲击波压力数据；研究了战斗部的落速、落角、爆心高度和装药长径比4个参数对柱形装药近地爆炸冲击波传播的影响规律，分析了冲击波的演化过程、峰值压力和马赫杆高度。研究结果表明：静爆时，爆心高度是影响冲击波马赫杆高...
战斗部复杂的末弹道参数会影响近地爆炸冲击波的周向传播规律及对目标的毁伤程度，研究柱形装药近地爆炸冲击波传播规律对精确评估毁伤效能具有重要的工程意义。基于AUTODYN-3D软件对不同末弹道参数的柱形装药近地爆炸进行了数值模拟，通过对2个方向分别建模，获得了柱形装药近地爆炸下前、后、侧3个方向的冲击波压力数据；研究了战斗部的落速、落角、爆心高度和装药长径比4个参数对柱形装药近地爆炸冲击波传播的影响规律，分析了冲击波的演化过程、峰值压力和马赫杆高度。研究结果表明：静爆时，爆心高度是影响冲击波马赫杆高...
2023, 43(6): 063202.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0515
摘要:
为增强现有防护装备的性能，设计了一种由聚脲(polyurea，PU)、凯夫拉(Kevlar)和泡沫组成的人体胸部复合防护结构。采用LS-DYNA对胸部复合防护结构在爆炸冲击波与破片冲击下的力学响应进行了数值模拟，分析了防护结构排布类型以及厚度对胸部防护的影响。结果表明：在单独爆炸冲击波作用下，防护结构的不同排布类型对抗爆效果影响较小，PU-Kevlar-泡沫排布结构抗爆效果较好，比透射压力峰值最大的Kevlar-PU-泡沫结构的峰值减小了2.42%；在爆炸冲击波与破片联合作用下，PU-Kevla...
为增强现有防护装备的性能，设计了一种由聚脲(polyurea，PU)、凯夫拉(Kevlar)和泡沫组成的人体胸部复合防护结构。采用LS-DYNA对胸部复合防护结构在爆炸冲击波与破片冲击下的力学响应进行了数值模拟，分析了防护结构排布类型以及厚度对胸部防护的影响。结果表明：在单独爆炸冲击波作用下，防护结构的不同排布类型对抗爆效果影响较小，PU-Kevlar-泡沫排布结构抗爆效果较好，比透射压力峰值最大的Kevlar-PU-泡沫结构的峰值减小了2.42%；在爆炸冲击波与破片联合作用下，PU-Kevla...
2023, 43(6): 063301.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0225
摘要:
为研究近爆荷载作用下装配式钢筋混凝土（precast concrete，PC）柱的抗爆性能与受损后的加固修复性能，开展了足尺PC柱化爆试验与受损柱加固修复轴压试验研究。共开展了3次化爆试验，获得了PC柱的动力响应与损伤破坏试验数据，分析了PC柱与现浇钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）柱试验结果的差异。近爆荷载作用下，PC柱呈现出局部损伤破坏模式，爆心附近混凝土剥落，出现斜裂缝，装配位置的交界面出现贯穿裂缝，锚浆搭接PC柱比灌浆套筒PC柱的损伤更加严重。两种装配形式的PC...
为研究近爆荷载作用下装配式钢筋混凝土（precast concrete，PC）柱的抗爆性能与受损后的加固修复性能，开展了足尺PC柱化爆试验与受损柱加固修复轴压试验研究。共开展了3次化爆试验，获得了PC柱的动力响应与损伤破坏试验数据，分析了PC柱与现浇钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）柱试验结果的差异。近爆荷载作用下，PC柱呈现出局部损伤破坏模式，爆心附近混凝土剥落，出现斜裂缝，装配位置的交界面出现贯穿裂缝，锚浆搭接PC柱比灌浆套筒PC柱的损伤更加严重。两种装配形式的PC...
2023, 43(6): 063302.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0231
摘要:
为研究攻角对不同厚度芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响，构建了三维有限元计算模型，首先通过对比实验结果验证了其可靠性，然后基于该数值模型，进一步计算了0°～30°攻角范围内，4、8和16 mm靶板的弹道响应，从子弹剩余速度、靶板能量吸收率、极限弹道速度与穿孔能量阈值4个方面，综合评估了芳纶层合板的抗侵彻性能。结果表明：攻角的影响与靶板厚度及子弹入射速度有关，随着攻角的增大，靶板的极限速度和穿孔能量阈值均有所降低，降低的程度随厚度的增加而减小；入射速度接近芳纶层合板弹道极限速度时，子弹剩余速度随着攻...
为研究攻角对不同厚度芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响，构建了三维有限元计算模型，首先通过对比实验结果验证了其可靠性，然后基于该数值模型，进一步计算了0°～30°攻角范围内，4、8和16 mm靶板的弹道响应，从子弹剩余速度、靶板能量吸收率、极限弹道速度与穿孔能量阈值4个方面，综合评估了芳纶层合板的抗侵彻性能。结果表明：攻角的影响与靶板厚度及子弹入射速度有关，随着攻角的增大，靶板的极限速度和穿孔能量阈值均有所降低，降低的程度随厚度的增加而减小；入射速度接近芳纶层合板弹道极限速度时，子弹剩余速度随着攻...
2023, 43(6): 064101.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0238
摘要:
为研究在吉帕、十微秒级缓前沿斜波作用下压装PBX炸药基体中微介观热点点火行为，设计了一种强约束压装PBX炸药非冲击点火反应驱动的斜波加载装置，基于炸药层流燃烧的燃速模型和自编的二维轴对称有限差分程序对装置输出的压力波形特性进行了分析，讨论了燃烧过程中加载炸药破碎程度和装置结构参数（壳体和隔层厚度）对输出波形的影响。计算结果表明，加载炸药破碎形成的燃烧比表面积大小是影响非冲击点火反应压力演化的关键因素，燃烧比表面积越大，输出的斜波压力越大，峰值压力可达吉帕以上，对应的压力上升前沿可从数十微秒降至数...
为研究在吉帕、十微秒级缓前沿斜波作用下压装PBX炸药基体中微介观热点点火行为，设计了一种强约束压装PBX炸药非冲击点火反应驱动的斜波加载装置，基于炸药层流燃烧的燃速模型和自编的二维轴对称有限差分程序对装置输出的压力波形特性进行了分析，讨论了燃烧过程中加载炸药破碎程度和装置结构参数（壳体和隔层厚度）对输出波形的影响。计算结果表明，加载炸药破碎形成的燃烧比表面积大小是影响非冲击点火反应压力演化的关键因素，燃烧比表面积越大，输出的斜波压力越大，峰值压力可达吉帕以上，对应的压力上升前沿可从数十微秒降至数...
2023, 43(6): 065101.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0445
摘要:
为获得黏土中爆炸成坑体积与耦合地冲击能量的关系，采用10.5 g TNT厘米级球形炸药球作为爆炸源，在\begin{document}$\varnothing $\end{document} ![]()
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为获得黏土中爆炸成坑体积与耦合地冲击能量的关系，采用10.5 g TNT厘米级球形炸药球作为爆炸源，在
2023, 43(6): 065201.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0109
摘要:
在良好破碎效果的前提下，通过降低孔底冲击波峰值压力来减小上向扇形深孔孔底以上岩体振动，是降低振动保护上部建筑的有效措施。为确定合理的孔底空气柱长度，采用理论研究和现场爆破试验相结合的方法，研究了孔底空气不耦合装药时空气柱长度对孔壁冲击压力的影响规律，得到了炮孔底部空气间隔不耦合装药条件下轴向不耦合因数和孔壁冲击压力曲线；基于岩石动态抗压强度，确定了适用于软、中、硬岩石的合理底部轴向空气间隔长度范围。为检验结论的合理性，进行现场验证试验并分析了爆破后采场顶板成型和爆堆块度的状况，结果表明：空气间隔...
在良好破碎效果的前提下，通过降低孔底冲击波峰值压力来减小上向扇形深孔孔底以上岩体振动，是降低振动保护上部建筑的有效措施。为确定合理的孔底空气柱长度，采用理论研究和现场爆破试验相结合的方法，研究了孔底空气不耦合装药时空气柱长度对孔壁冲击压力的影响规律，得到了炮孔底部空气间隔不耦合装药条件下轴向不耦合因数和孔壁冲击压力曲线；基于岩石动态抗压强度，确定了适用于软、中、硬岩石的合理底部轴向空气间隔长度范围。为检验结论的合理性，进行现场验证试验并分析了爆破后采场顶板成型和爆堆块度的状况，结果表明：空气间隔...
2023, 43(6): 065401.
doi: 10.11883/bzycj-2022-0475
摘要:
为了防控高温高压工艺流程中可燃混合气体潜在的爆炸风险，利用自行搭建的20 L球形爆炸特性实验装置，测试了初始温度20~200 ℃、初始压力0.1~1.5 MPa下C3H8/C2H4混合气体在空气中的爆炸上限，分析了温度、压力和C2H4体积分数对混合气体爆炸上限的影响。结果表明，随着温度和压力的升高，C3H8/C2H4混合气体爆炸上限升高。当初始压力高于0.3 MPa时，随着C2H4体积分数的增加，爆炸上限的上升速率明显降低。随着C2H4体积分数的增加，高温和高压下爆炸上限的提升幅度和速率比常温常...
为了防控高温高压工艺流程中可燃混合气体潜在的爆炸风险，利用自行搭建的20 L球形爆炸特性实验装置，测试了初始温度20~200 ℃、初始压力0.1~1.5 MPa下C3H8/C2H4混合气体在空气中的爆炸上限，分析了温度、压力和C2H4体积分数对混合气体爆炸上限的影响。结果表明，随着温度和压力的升高，C3H8/C2H4混合气体爆炸上限升高。当初始压力高于0.3 MPa时，随着C2H4体积分数的增加，爆炸上限的上升速率明显降低。随着C2H4体积分数的增加，高温和高压下爆炸上限的提升幅度和速率比常温常...
