2005年 25卷 第2期
2005, 25(2): 97-101.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0097-05
PDF 
本文被引
摘要:
对于爆轰驱动平板问题，当由理论近似给出或实验拟合给出某些物理量后，可以借助抛射角方程导出适用的抛射角公式。利用爆轰驱动平板的抛射角方程，在小抛射角条件下，假设切向速度大小随时间的变化率为零，很容易得到周培基（P.C.Chou）公式。考虑切向速度大小随时间的变化率时，运用抛射角方程对周培基公式进行改进，得到了更为精确的抛射角公式。与实验结果相比，改进的周培基公式计算结果与实验结果更接近。
对于爆轰驱动平板问题，当由理论近似给出或实验拟合给出某些物理量后，可以借助抛射角方程导出适用的抛射角公式。利用爆轰驱动平板的抛射角方程，在小抛射角条件下，假设切向速度大小随时间的变化率为零，很容易得到周培基（P.C.Chou）公式。考虑切向速度大小随时间的变化率时，运用抛射角方程对周培基公式进行改进，得到了更为精确的抛射角公式。与实验结果相比，改进的周培基公式计算结果与实验结果更接近。
2005, 25(2): 102-106.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0102-05
摘要:
用自编计算程序给出了长杆弹侵彻陶瓷层合板的数值模拟。其中层合板的面板和背板均为装甲钢，中间为3层氧化铝陶瓷。装甲钢和长杆弹材料的本构关系采用Johnson-Cook模型，将Mohr-Coulomb盖帽模型与Bodner-Partom模型相结合来描述氧化铝陶瓷的失效和流动过程。为了提高有限元的计算精度,使用了一致质量矩阵迭代法，破坏网格的处理采用了网格侵蚀法。数值模拟的最终穿深计算结果与实验一致。
用自编计算程序给出了长杆弹侵彻陶瓷层合板的数值模拟。其中层合板的面板和背板均为装甲钢，中间为3层氧化铝陶瓷。装甲钢和长杆弹材料的本构关系采用Johnson-Cook模型，将Mohr-Coulomb盖帽模型与Bodner-Partom模型相结合来描述氧化铝陶瓷的失效和流动过程。为了提高有限元的计算精度,使用了一致质量矩阵迭代法，破坏网格的处理采用了网格侵蚀法。数值模拟的最终穿深计算结果与实验一致。
2005, 25(2): 107-111.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0107-05
摘要:
利用完整回收技术,获得了20钢圆管在不同固体装药厚度、装药类型以及外壳条件的滑移内爆加载下形变和层裂的特征和规律，得到了钢圆管层裂的相对临界装药厚度等初步结果，分析了装药类型、装药厚度、外壳对钢圆管层裂的影响。
利用完整回收技术,获得了20钢圆管在不同固体装药厚度、装药类型以及外壳条件的滑移内爆加载下形变和层裂的特征和规律，得到了钢圆管层裂的相对临界装药厚度等初步结果，分析了装药类型、装药厚度、外壳对钢圆管层裂的影响。
2005, 25(2): 112-118.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0112-07
摘要:
基于ANSYS 5.7/LS-DYNA程序,对3 m3 m0.25 m四边固支和简支、中心具有0.3 m0.3 m方孔的开孔板和无孔板对应点在两种下三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析；由开孔板和无孔板边对应点的主应力时程曲线，对提出的能量密度时间分布函数的绝对值平方进行变上限积分，按其比值确定动应力集中因子，该方法简单易行。
基于ANSYS 5.7/LS-DYNA程序,对3 m3 m0.25 m四边固支和简支、中心具有0.3 m0.3 m方孔的开孔板和无孔板对应点在两种下三角爆炸载荷作用下的应力响应进行了分析；由开孔板和无孔板边对应点的主应力时程曲线，对提出的能量密度时间分布函数的绝对值平方进行变上限积分，按其比值确定动应力集中因子，该方法简单易行。
2005, 25(2): 119-124.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0119-06
摘要:
通过对92.93%氧化铝陶瓷进行倾斜板碰撞实验，研究了多晶陶瓷材料在压剪复合冲击下的非弹性变形响应和剪切波传播规律。压剪复合冲击实验由57 mm开槽气体炮驱动铜飞片对陶瓷靶板加载，通过试件内埋植的电磁速度计来测量内部质点速度历程。将纵向粒子速度从感应电动势曲线中分离后得到横向粒子速度历程，发现在压剪复合冲击下由于材料剪切刚度的降低而引起的剪切波衰减。冲击软回收试件的扫描电子显微镜（SEM）观察表明，冲击载荷低于屈服强度时，多晶氧化铝陶瓷中存在沿晶界、气孔的微裂纹成核与扩展，在高于屈服强度的冲击加载下进一步产生了穿晶微裂纹，微裂纹系统导致了材料在卸载后的显著的体积膨胀。
通过对92.93%氧化铝陶瓷进行倾斜板碰撞实验，研究了多晶陶瓷材料在压剪复合冲击下的非弹性变形响应和剪切波传播规律。压剪复合冲击实验由57 mm开槽气体炮驱动铜飞片对陶瓷靶板加载，通过试件内埋植的电磁速度计来测量内部质点速度历程。将纵向粒子速度从感应电动势曲线中分离后得到横向粒子速度历程，发现在压剪复合冲击下由于材料剪切刚度的降低而引起的剪切波衰减。冲击软回收试件的扫描电子显微镜（SEM）观察表明，冲击载荷低于屈服强度时，多晶氧化铝陶瓷中存在沿晶界、气孔的微裂纹成核与扩展，在高于屈服强度的冲击加载下进一步产生了穿晶微裂纹，微裂纹系统导致了材料在卸载后的显著的体积膨胀。
2005, 25(2): 125-131.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0125-07
摘要:
介绍了利用100 mm SHPB装置获得钢纤维高强混凝土冲击压缩应力-应变曲线的试验研究。同一类试样在静态和动态共4个不同应变率下的试验结果揭示混凝土是应变率敏感材料，其破坏应变、峰值应变和弹性模量表现出显著的应变率强化效应。从静态和动态压缩下混凝土损伤演化的不同形式对这种应变率强化效应进行了详细讨论。从相近应变率下不同钢纤维含量试样的试验结果中，发现冲击压缩下钢纤维对混凝土的增强效应随应变率的增大而减弱。从钢纤维对混凝土静态和动态压缩下损伤演化形式的影响，讨论了钢纤维对混凝土的这种增强效应。
介绍了利用100 mm SHPB装置获得钢纤维高强混凝土冲击压缩应力-应变曲线的试验研究。同一类试样在静态和动态共4个不同应变率下的试验结果揭示混凝土是应变率敏感材料，其破坏应变、峰值应变和弹性模量表现出显著的应变率强化效应。从静态和动态压缩下混凝土损伤演化的不同形式对这种应变率强化效应进行了详细讨论。从相近应变率下不同钢纤维含量试样的试验结果中，发现冲击压缩下钢纤维对混凝土的增强效应随应变率的增大而减弱。从钢纤维对混凝土静态和动态压缩下损伤演化形式的影响，讨论了钢纤维对混凝土的这种增强效应。
2005, 25(2): 132-136.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0132-05
摘要:
通过高速录像记录3种质量不同、长径比为1.5~2.3的燃料空气炸药（FAE）装置爆炸抛撒过程的实时结果，用专门的软件对图像进行了处理。以装置上端盖为基准对解体时间进行了初步估算，由此给出了燃料初期射流量的理论估算式，结合试验结果计算了燃料的射流量。结果表明，燃料的射流量与装置的高度、装置的材质和燃料的密度等因素有关，实验研究的3种装置射流量均大于总燃料量的10%。
通过高速录像记录3种质量不同、长径比为1.5~2.3的燃料空气炸药（FAE）装置爆炸抛撒过程的实时结果，用专门的软件对图像进行了处理。以装置上端盖为基准对解体时间进行了初步估算，由此给出了燃料初期射流量的理论估算式，结合试验结果计算了燃料的射流量。结果表明，燃料的射流量与装置的高度、装置的材质和燃料的密度等因素有关，实验研究的3种装置射流量均大于总燃料量的10%。
2005, 25(2): 137-144.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0137-08
摘要:
给出了求解多维无粘可压Euler方程组的四阶半离散中心迎风格式，该格式根据非线性波在网格单元边界上传播的局部速度来更准确地估计局部Riemann的宽度，避免了计算网格的交错，降低了格式的数值粘性。同时，考虑到Level Set函数能隐式地追踪到界面的位置，而虚拟流的构造能隐式地捕捉到界面的边界条件，因此再将新的四阶半离散中心迎风格式与Level Set方法以及虚拟流方法相结合，成功地处理了非反应激波和多介质流中爆轰间断的追踪问题。
给出了求解多维无粘可压Euler方程组的四阶半离散中心迎风格式，该格式根据非线性波在网格单元边界上传播的局部速度来更准确地估计局部Riemann的宽度，避免了计算网格的交错，降低了格式的数值粘性。同时，考虑到Level Set函数能隐式地追踪到界面的位置，而虚拟流的构造能隐式地捕捉到界面的边界条件，因此再将新的四阶半离散中心迎风格式与Level Set方法以及虚拟流方法相结合，成功地处理了非反应激波和多介质流中爆轰间断的追踪问题。
2005, 25(2): 145-150.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0145-06
摘要:
以硝酸铝为原料，混入泰安粉维持稳定爆轰，进行了爆轰合成纳米氧化铝的实验研究。经过对实验样品进行高分辨率透射电镜、X射线衍射、热分析和比表面积测定，证实爆轰中产生的氧化铝为纳米尺度球型粉末，其粒度主要分布在10～50 nm之间,平均粒度约为25 nm，晶型为中温的-Al2O3。从对实验结果的讨论说明，该纳米氧化铝是在爆轰反应区内以离子或分子态直接凝聚而成的，由于凝聚与生长过程在微秒量级内完成，故其颗粒生长没有择优取向，呈完整的球型。
以硝酸铝为原料，混入泰安粉维持稳定爆轰，进行了爆轰合成纳米氧化铝的实验研究。经过对实验样品进行高分辨率透射电镜、X射线衍射、热分析和比表面积测定，证实爆轰中产生的氧化铝为纳米尺度球型粉末，其粒度主要分布在10～50 nm之间,平均粒度约为25 nm，晶型为中温的-Al2O3。从对实验结果的讨论说明，该纳米氧化铝是在爆轰反应区内以离子或分子态直接凝聚而成的，由于凝聚与生长过程在微秒量级内完成，故其颗粒生长没有择优取向，呈完整的球型。
2005, 25(2): 151-156.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0151-06
摘要:
利用烟迹技术实验获得气相爆轰波在90矩形弯管中传播时留下的胞格图案，详细分析了胞格结构在矩形弯管中的演化规律。同时分析了90矩形弯管的曲率半径和预混气体初始压力对胞格结构演化的影响。实验所采用的预混气体初始压力为33.3、26.7、24.0、16.0、10.7 kPa，90矩形弯管的曲率半径分别为100、50 mm。研究爆轰波胞格结构在弯管中的演化过程有助于深入了解气相爆轰波绕射机理和石油天然气等管道设计。
利用烟迹技术实验获得气相爆轰波在90矩形弯管中传播时留下的胞格图案，详细分析了胞格结构在矩形弯管中的演化规律。同时分析了90矩形弯管的曲率半径和预混气体初始压力对胞格结构演化的影响。实验所采用的预混气体初始压力为33.3、26.7、24.0、16.0、10.7 kPa，90矩形弯管的曲率半径分别为100、50 mm。研究爆轰波胞格结构在弯管中的演化过程有助于深入了解气相爆轰波绕射机理和石油天然气等管道设计。
2005, 25(2): 157-162.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0157-06
摘要:
采用钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢筋混凝土3种材料共24块板试件进行了接触爆炸试验。对试验现象进行了描述，由迎爆坑尺寸拟合分析得到了3种材料的爆炸介质压缩系数。采用ЛяхоB公式对试验测得的土压峰值进行了拟合分析，结果表明，随试件厚度的增加，砂土中应力波峰值衰减更显著，相同比例爆距的土压值明显减小，并由试验结果得到了底部有土垫层介质情况下混凝土板临界爆炸贯穿厚度计算公式。
采用钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢筋混凝土3种材料共24块板试件进行了接触爆炸试验。对试验现象进行了描述，由迎爆坑尺寸拟合分析得到了3种材料的爆炸介质压缩系数。采用ЛяхоB公式对试验测得的土压峰值进行了拟合分析，结果表明，随试件厚度的增加，砂土中应力波峰值衰减更显著，相同比例爆距的土压值明显减小，并由试验结果得到了底部有土垫层介质情况下混凝土板临界爆炸贯穿厚度计算公式。
2005, 25(2): 163-170.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0163-08
摘要:
将齿轮传动系统的齿轮轴承简化为具有集中质量的固支梁，将齿轮受到啮合齿轮的意外撞击看成是质量块对梁的冲击。给出弯扭组合的Mises屈服条件，指出传动轴受冲击时不能忽略扭矩作用。分析了弯曲和扭转作用下的结构响应，进行了应变率修正，给出特殊情况下弯扭响应的简化分析。算例表明，弯扭冲击下传动轴的横向位移和扭转角都较大，不可忽略应变率效应；传动轴直径是影响横向位移的重要因素。
将齿轮传动系统的齿轮轴承简化为具有集中质量的固支梁，将齿轮受到啮合齿轮的意外撞击看成是质量块对梁的冲击。给出弯扭组合的Mises屈服条件，指出传动轴受冲击时不能忽略扭矩作用。分析了弯曲和扭转作用下的结构响应，进行了应变率修正，给出特殊情况下弯扭响应的简化分析。算例表明，弯扭冲击下传动轴的横向位移和扭转角都较大，不可忽略应变率效应；传动轴直径是影响横向位移的重要因素。
2005, 25(2): 171-175.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0171-05
摘要:
介绍了截卵形弹头钻地弹对混凝土靶的侵彻试验研究结果。根据缩比钻地弹侵彻过程的高速录像和试验结果对弹丸运动状态进行了分析，得出了截卵形弹头钻地弹侵彻混凝土靶的速度变化曲线和阻力变化曲线；利用缩比理论，给出了标准钻地弹对混凝土靶侵彻性能的计算方法和分析结果。
介绍了截卵形弹头钻地弹对混凝土靶的侵彻试验研究结果。根据缩比钻地弹侵彻过程的高速录像和试验结果对弹丸运动状态进行了分析，得出了截卵形弹头钻地弹侵彻混凝土靶的速度变化曲线和阻力变化曲线；利用缩比理论，给出了标准钻地弹对混凝土靶侵彻性能的计算方法和分析结果。
2005, 25(2): 176-179.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0176-04
摘要:
应用近场（震中距为几公里至几十公里）的地表地运动测试数据来研究爆炸震源特性，将近场地震波传播介质近似为均匀半空间模型，通过去除地表响应，反演了硬岩介质中的地下爆炸震源函数折合速度势RVP（reduced velocity potential），得到了描述地下爆炸震源的折合速度势RVP振幅谱及其参数稳态值、特征频率、过冲特征量，通过回归分析，得到稳态值和特征频率与爆炸当量的关系。
应用近场（震中距为几公里至几十公里）的地表地运动测试数据来研究爆炸震源特性，将近场地震波传播介质近似为均匀半空间模型，通过去除地表响应，反演了硬岩介质中的地下爆炸震源函数折合速度势RVP（reduced velocity potential），得到了描述地下爆炸震源的折合速度势RVP振幅谱及其参数稳态值、特征频率、过冲特征量，通过回归分析，得到稳态值和特征频率与爆炸当量的关系。
2005, 25(2): 180-182.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0180-03
摘要:
为了研究爆炸地震耦合强度与爆炸当量的关系，针对某一硬岩介质，在相同爆炸深度条件下，进行了系列不同爆炸当量的小当量化学爆炸试验，爆炸源附近的介质特性相同。应用近场地表记录的其中两次爆炸当量相差一倍的试验数据，比较研究了他们的爆炸震源函数折合速度势振幅谱比，得到他们的地震耦合强度地震矩M0比值近似等于2，与他们的爆炸当量比值相等，因此得到同爆炸深度的地下爆炸地震强度与爆炸当量成正比的结论。
为了研究爆炸地震耦合强度与爆炸当量的关系，针对某一硬岩介质，在相同爆炸深度条件下，进行了系列不同爆炸当量的小当量化学爆炸试验，爆炸源附近的介质特性相同。应用近场地表记录的其中两次爆炸当量相差一倍的试验数据，比较研究了他们的爆炸震源函数折合速度势振幅谱比，得到他们的地震耦合强度地震矩M0比值近似等于2，与他们的爆炸当量比值相等，因此得到同爆炸深度的地下爆炸地震强度与爆炸当量成正比的结论。
2005, 25(2): 183-188.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0183-06
摘要:
利用一级轻气炮作为加载手段，对无钴合金钢的层裂特性进行了研究，获得了Hugoniot弹性极限、层裂强度、层裂片厚度以及塑性应变率等动力学参数。对回收的样品进行了断口分析和金相分析，从宏微观角度分析了无钴合金在不同应变率下的断裂机制。利用LS-DYNA有限元程序对层裂现象进行了数值模拟，计算结果与实验结果基本吻合。
利用一级轻气炮作为加载手段，对无钴合金钢的层裂特性进行了研究，获得了Hugoniot弹性极限、层裂强度、层裂片厚度以及塑性应变率等动力学参数。对回收的样品进行了断口分析和金相分析，从宏微观角度分析了无钴合金在不同应变率下的断裂机制。利用LS-DYNA有限元程序对层裂现象进行了数值模拟，计算结果与实验结果基本吻合。
2005, 25(2): 189-192.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)02-0189-04
摘要:
根据国家标准组建了爆炸极限实验装置，对实验原理及爆炸极限影响因素进行了分析，测试了作为R502替代制冷剂的HFC-161混合物及不同体积比的HFC-125/HFC-161混合物的爆炸极限，得到了爆炸极限曲线及爆炸范围，分析了HFC-125对HFC-161的阻燃规律。最后根据实验数据，分析了自行开发的三元混合物HFC-161/HFC-125/HFC-143a的爆炸性，得到了可安全使用的配比区。
根据国家标准组建了爆炸极限实验装置，对实验原理及爆炸极限影响因素进行了分析，测试了作为R502替代制冷剂的HFC-161混合物及不同体积比的HFC-125/HFC-161混合物的爆炸极限，得到了爆炸极限曲线及爆炸范围，分析了HFC-125对HFC-161的阻燃规律。最后根据实验数据，分析了自行开发的三元混合物HFC-161/HFC-125/HFC-143a的爆炸性，得到了可安全使用的配比区。
