2014年 34卷 第3期
2014, 34(3): 257-263.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0257-07
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摘要:
分析了磁驱动飞片实验和数值计算的研究现状。根据磁驱动实验装置等效电路建立了可带入参数为表达式的电路计算程序。利用建立好的电路计算程序结合LS－DYNA980 MHD计算软件，建立了一种可以耦合电路分析的磁驱动飞片计算方法。采用这种方法模拟了CQ－4的发射飞片实验，计算结果与实验基本符合。最后分析了极板长度h分别为20、25、30 mm并且充电电压73 k V时磁驱动飞片的速度和平面性，认为实验中极板长度取25 mm比较合适。
分析了磁驱动飞片实验和数值计算的研究现状。根据磁驱动实验装置等效电路建立了可带入参数为表达式的电路计算程序。利用建立好的电路计算程序结合LS－DYNA980 MHD计算软件，建立了一种可以耦合电路分析的磁驱动飞片计算方法。采用这种方法模拟了CQ－4的发射飞片实验，计算结果与实验基本符合。最后分析了极板长度h分别为20、25、30 mm并且充电电压73 k V时磁驱动飞片的速度和平面性，认为实验中极板长度取25 mm比较合适。
2014, 34(3): 264-271.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0264-08
摘要:
利用大直径霍普金森压杆径向冲击中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)砂岩试样，完成Ⅰ型动态断裂实验。利用实验-数值方法确定了不同动态加载率下砂岩的动态起裂韧度；结合实验-数值法以及普适函数确定了不同裂纹扩展速度下砂岩的动态扩展韧度。为验证普适函数法和实验-数值法的有效性，将实验所得结果与其他学者的研究成果进行了对比分析，得到了相同的规律。所确定的岩石动态起裂韧度和动态扩展韧度分别随动态加载率的提高和裂纹扩展速度的提高而增加。
利用大直径霍普金森压杆径向冲击中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)砂岩试样，完成Ⅰ型动态断裂实验。利用实验-数值方法确定了不同动态加载率下砂岩的动态起裂韧度；结合实验-数值法以及普适函数确定了不同裂纹扩展速度下砂岩的动态扩展韧度。为验证普适函数法和实验-数值法的有效性，将实验所得结果与其他学者的研究成果进行了对比分析，得到了相同的规律。所确定的岩石动态起裂韧度和动态扩展韧度分别随动态加载率的提高和裂纹扩展速度的提高而增加。
2014, 34(3): 272-277.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0272-06
摘要:
基于气体炮加载技术和惯性抛射原理，研制了一套水冲击实验装置，可实现规则形状水柱按照设定速度发射。该装置在活塞推射技术的基础上，设计了一个抛射筒取代活塞，将水柱装在抛射筒内；利用气体炮产生的动力加载抛射筒，达到设定速度时撞击缓冲件得到减速，筒内水柱在惯性作用下飞出。抛射筒材料采用高强度合金钢，缓冲件材料采用橡胶，抛射筒在装置发射水柱后可再次使用。使用该装置开展了Ø200 mm×1 m尺寸水柱的发射实验，水柱速度及形状均满足水冲击实验的要求；采用非接触的光电测速方法测量了发射速度，与理论计算结果比较符合。
基于气体炮加载技术和惯性抛射原理，研制了一套水冲击实验装置，可实现规则形状水柱按照设定速度发射。该装置在活塞推射技术的基础上，设计了一个抛射筒取代活塞，将水柱装在抛射筒内；利用气体炮产生的动力加载抛射筒，达到设定速度时撞击缓冲件得到减速，筒内水柱在惯性作用下飞出。抛射筒材料采用高强度合金钢，缓冲件材料采用橡胶，抛射筒在装置发射水柱后可再次使用。使用该装置开展了Ø200 mm×1 m尺寸水柱的发射实验，水柱速度及形状均满足水冲击实验的要求；采用非接触的光电测速方法测量了发射速度，与理论计算结果比较符合。
2014, 34(3): 278-284.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0278-07
摘要:
基于微CT扫描影像信息，建立泡沫金属材料二维细观有限元模型，考虑不规则胞孔的不均匀分布，根据实验结果拟合孔壁材料的弹塑性本构参数。研究了泡沫金属在不同加载速度下的压缩变形机理，重点讨论泡沫金属中弹塑性波的传播、惯性效应和从冲击端传递到静止端的应力变化特征。对于相对密度为0.3的泡沫铝，弹性波速约为5 km/s，与孔壁材料的弹性波速相当，塑性波速表现为随着加载速度的增大而增大。在加载速度为50~100 m/s间变形模式从准静态模式转变为动态模式，未发现明显的临界速度，动态锁死应变随着加载速度的增大而增大。由于塑性波发生反射，试件会发生二次压缩过程，相应地，静止端产生二次应力平台。受惯性作用的影响，二次应力平台也随着加载速度的增大而提高。
基于微CT扫描影像信息，建立泡沫金属材料二维细观有限元模型，考虑不规则胞孔的不均匀分布，根据实验结果拟合孔壁材料的弹塑性本构参数。研究了泡沫金属在不同加载速度下的压缩变形机理，重点讨论泡沫金属中弹塑性波的传播、惯性效应和从冲击端传递到静止端的应力变化特征。对于相对密度为0.3的泡沫铝，弹性波速约为5 km/s，与孔壁材料的弹性波速相当，塑性波速表现为随着加载速度的增大而增大。在加载速度为50~100 m/s间变形模式从准静态模式转变为动态模式，未发现明显的临界速度，动态锁死应变随着加载速度的增大而增大。由于塑性波发生反射，试件会发生二次压缩过程，相应地，静止端产生二次应力平台。受惯性作用的影响，二次应力平台也随着加载速度的增大而提高。
2014, 34(3): 285-291.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0285-07
摘要:
通过数值模拟讨论了圆环结构对多孔材料应变率效应的影响，计算结果表明，圆环结构与折板结构一样，同样存在结构的屈曲失稳，因此也具有应变率效应。只是其应变率效应不如折板结构敏感，在小应变下的率效应不明显，在后屈曲失稳阶段率效应较为明显。另外，对于壁厚较薄的圆环结构，加载过程中更容易出现结构的屈曲失稳，此时微结构所引起的应变率效应较明显。壁厚较厚的圆环结构，微结构引起的应变率效应则不显著。通过蜂窝结构的模型更清楚地揭示了微结构对多孔材料变形过程的影响。
通过数值模拟讨论了圆环结构对多孔材料应变率效应的影响，计算结果表明，圆环结构与折板结构一样，同样存在结构的屈曲失稳，因此也具有应变率效应。只是其应变率效应不如折板结构敏感，在小应变下的率效应不明显，在后屈曲失稳阶段率效应较为明显。另外，对于壁厚较薄的圆环结构，加载过程中更容易出现结构的屈曲失稳，此时微结构所引起的应变率效应较明显。壁厚较厚的圆环结构，微结构引起的应变率效应则不显著。通过蜂窝结构的模型更清楚地揭示了微结构对多孔材料变形过程的影响。
2014, 34(3): 292-299.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0292-08
摘要:
为解决基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)在高速冲击模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题，提出了一种基于颗粒接触的二维无网格方法(PCMM)。该方法基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元，通过接触对的演化更新实现旧单元(满足删除条件的单元)的删除及新单元(满足创建条件的单元)的重建，通过在单元内引入流体弹塑性模型实现高速冲击问题的模拟。给出了三角形单元创建的3个必备条件：组成单元的3个颗粒必须彼此接触，任意一个内角必须在30°~150°之间，任意一条边长必须大于平均半径的0.5倍。弹性杆撞击、泰勒杆、碎片云、子弹入射靶板等算例的结果表明了PCMM方法在模拟高速冲击问题方面的正确性及合理性。
为解决基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)在高速冲击模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题，提出了一种基于颗粒接触的二维无网格方法(PCMM)。该方法基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元，通过接触对的演化更新实现旧单元(满足删除条件的单元)的删除及新单元(满足创建条件的单元)的重建，通过在单元内引入流体弹塑性模型实现高速冲击问题的模拟。给出了三角形单元创建的3个必备条件：组成单元的3个颗粒必须彼此接触，任意一个内角必须在30°~150°之间，任意一条边长必须大于平均半径的0.5倍。弹性杆撞击、泰勒杆、碎片云、子弹入射靶板等算例的结果表明了PCMM方法在模拟高速冲击问题方面的正确性及合理性。
2014, 34(3): 300-306.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0300-07
摘要:
首先用改进冲击波极曲线理论分析惰性介质对钝感炸药爆轰的约束作用类型。改进冲击波极曲线基于爆轰ZND模型建立在前导冲击波上，并且未反应炸药采用JWL状态方程，惰性介质采用p（ρ，T）形式状态方程。理论考察声速小于炸药CJ爆速且压缩性不同的6种典型惰性介质约束情况。然后用带三项式Lee-Tarver化学反应率的二维Lagrange流体力学方法数值模拟考察约束相互作用。数值考察约束介质的影响因素有：压缩性、厚度、典型双层介质组合约束。从数值结果看出，由介质压缩性的不同给出的约束作用方式共7种：其中6种出现在介质声速小于炸药CJ爆速条件下，可运用冲击波极曲线理论；另外一种出现在介质声速大于炸药CJ爆速条件下，不能使用冲击波极曲线理论。同时，介质厚度、双层介质组合方式也能够影响爆轰前导冲击波阵面形状以及爆轰化学反应流动状态。
首先用改进冲击波极曲线理论分析惰性介质对钝感炸药爆轰的约束作用类型。改进冲击波极曲线基于爆轰ZND模型建立在前导冲击波上，并且未反应炸药采用JWL状态方程，惰性介质采用p（ρ，T）形式状态方程。理论考察声速小于炸药CJ爆速且压缩性不同的6种典型惰性介质约束情况。然后用带三项式Lee-Tarver化学反应率的二维Lagrange流体力学方法数值模拟考察约束相互作用。数值考察约束介质的影响因素有：压缩性、厚度、典型双层介质组合约束。从数值结果看出，由介质压缩性的不同给出的约束作用方式共7种：其中6种出现在介质声速小于炸药CJ爆速条件下，可运用冲击波极曲线理论；另外一种出现在介质声速大于炸药CJ爆速条件下，不能使用冲击波极曲线理论。同时，介质厚度、双层介质组合方式也能够影响爆轰前导冲击波阵面形状以及爆轰化学反应流动状态。
2014, 34(3): 307-314.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0307-08
摘要:
结合线弹性断裂力学的裂缝尖端应力强度因子判据，建立了复合射孔爆燃气体压裂裂缝的起裂扩展模型，通过建立与多个变量相关的缝内气体压力分布函数，利用迭代法实现了模型的数值求解，获得了缝内气体压力分布随时间的动态变化规律，并分析了不同特征参数对裂缝起裂扩展与止裂过程的影响。实例计算结果表明：(1)随着裂缝扩展的进行，爆燃气体流动尖端与裂缝尖端经历了由重合到不重合再到重合的过程；(2)地应力越大，裂缝起裂扩展越困难，爆燃气体有效致裂作用时间越短，最终得到的裂缝扩展长度也越小；(3)初始裂缝越长，裂缝更容易起裂扩展，爆燃气体能量利用率越高，裂缝扩展更长；(4)岩石断裂韧性的改变对裂缝起裂、止裂和裂缝扩展长度没有明显的影响；(5)升压速率越小，爆燃气体有效致裂作用时间越长，最终裂缝扩展也更长，但对裂缝起裂压力与止裂压力几乎没有影响。
结合线弹性断裂力学的裂缝尖端应力强度因子判据，建立了复合射孔爆燃气体压裂裂缝的起裂扩展模型，通过建立与多个变量相关的缝内气体压力分布函数，利用迭代法实现了模型的数值求解，获得了缝内气体压力分布随时间的动态变化规律，并分析了不同特征参数对裂缝起裂扩展与止裂过程的影响。实例计算结果表明：(1)随着裂缝扩展的进行，爆燃气体流动尖端与裂缝尖端经历了由重合到不重合再到重合的过程；(2)地应力越大，裂缝起裂扩展越困难，爆燃气体有效致裂作用时间越短，最终得到的裂缝扩展长度也越小；(3)初始裂缝越长，裂缝更容易起裂扩展，爆燃气体能量利用率越高，裂缝扩展更长；(4)岩石断裂韧性的改变对裂缝起裂、止裂和裂缝扩展长度没有明显的影响；(5)升压速率越小，爆燃气体有效致裂作用时间越长，最终裂缝扩展也更长，但对裂缝起裂压力与止裂压力几乎没有影响。
2014, 34(3): 315-321.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0315-07
摘要:
基于不同应变率下的分离式Hopkinson压杆实验，提出了一种混凝土材料动态本构参数的分阶段反求方法。该分阶段反求方法中，结合不同的实验模型对未知参数进行敏感性分析，并依据敏感程度对参数进行分类，每类参数对应于1组实验，再利用反求方法分阶段确定各类参数，在每一类参数反求时均将上一次反求结果作为已知条件。结果表明，该分阶段反求方法充分利用所有实验的测量响应信息，能快速获取混凝土本构中较难确定的关键参数，为参数的确定提供了一种有效的途径。
基于不同应变率下的分离式Hopkinson压杆实验，提出了一种混凝土材料动态本构参数的分阶段反求方法。该分阶段反求方法中，结合不同的实验模型对未知参数进行敏感性分析，并依据敏感程度对参数进行分类，每类参数对应于1组实验，再利用反求方法分阶段确定各类参数，在每一类参数反求时均将上一次反求结果作为已知条件。结果表明，该分阶段反求方法充分利用所有实验的测量响应信息，能快速获取混凝土本构中较难确定的关键参数，为参数的确定提供了一种有效的途径。
2014, 34(3): 322-327.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0322-06
摘要:
采用改进型霍普金森压杆实验技术，对不同膨胀断裂状态的45号钢薄壁金属圆柱管进行了冻结回收，直接观测了薄壁金属圆柱管动态膨胀断裂过程中的裂纹萌生、扩展情况以及最终断裂模式等断裂演化特征。对冻结回收样品进行的金相显微分析完整观察到了裂纹萌生、扩展直至断裂的整个膨胀断裂过程，并得出以下结论：薄壁金属圆柱管在中应变率的膨胀断裂过程中，拉伸和剪切断裂机制起主导作用。裂纹萌生于外壁面，并由外向内扩展，断裂模式随加载应变率的提高逐渐由拉剪混合向纯剪切过渡。与爆轰加载的高应变率薄壁金属圆柱管断裂过程不同的是，随加载载荷的增加，薄壁金属圆柱管的断裂逐渐由拉伸断裂向剪切断裂过渡，而非绝热剪切断裂，这种差异的产生原因尚待研究。
采用改进型霍普金森压杆实验技术，对不同膨胀断裂状态的45号钢薄壁金属圆柱管进行了冻结回收，直接观测了薄壁金属圆柱管动态膨胀断裂过程中的裂纹萌生、扩展情况以及最终断裂模式等断裂演化特征。对冻结回收样品进行的金相显微分析完整观察到了裂纹萌生、扩展直至断裂的整个膨胀断裂过程，并得出以下结论：薄壁金属圆柱管在中应变率的膨胀断裂过程中，拉伸和剪切断裂机制起主导作用。裂纹萌生于外壁面，并由外向内扩展，断裂模式随加载应变率的提高逐渐由拉剪混合向纯剪切过渡。与爆轰加载的高应变率薄壁金属圆柱管断裂过程不同的是，随加载载荷的增加，薄壁金属圆柱管的断裂逐渐由拉伸断裂向剪切断裂过渡，而非绝热剪切断裂，这种差异的产生原因尚待研究。
2014, 34(3): 328-333.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0328-06
摘要:
基于Steverding-Lehnigk脆性断裂准则，分析了半正弦应力波加载条件下SHPB杆径尺寸与导致花岗岩试样单次冲击破坏对应的最低应变率之间的关系。采用杆径分别为22、36、50和75 mm的SHPB实验系统对相应尺寸规格的花岗岩试样进行了应变率从高到低的冲击实验，讨论了花岗岩试样在单次冲击破坏情形下对应的最低应变率与实验杆径的相关性。理论和实验结果表明：岩石试样的最低加载应变率随着SHPB杆径的增大而以乘方关系减小，但当应变率低到100 s-1量级时，Hopkinson杆径已超过100 mm，增大Hopkinson杆径降低加载应变率的效果不再明显。
基于Steverding-Lehnigk脆性断裂准则，分析了半正弦应力波加载条件下SHPB杆径尺寸与导致花岗岩试样单次冲击破坏对应的最低应变率之间的关系。采用杆径分别为22、36、50和75 mm的SHPB实验系统对相应尺寸规格的花岗岩试样进行了应变率从高到低的冲击实验，讨论了花岗岩试样在单次冲击破坏情形下对应的最低应变率与实验杆径的相关性。理论和实验结果表明：岩石试样的最低加载应变率随着SHPB杆径的增大而以乘方关系减小，但当应变率低到100 s-1量级时，Hopkinson杆径已超过100 mm，增大Hopkinson杆径降低加载应变率的效果不再明显。
2014, 34(3): 334-339.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0334-06
摘要:
非药式水下爆炸冲击波加载装置作为实验室范围内一种新型水下爆炸冲击波加载技术，具有耗费低、危险性小、可重复性高等优点，对进一步研究水下冲击波毁伤效应具有重要意义。该装置通过一级轻气炮发射飞片正撞击水舱端部活塞在水舱中产生呈指数型衰减的水下冲击波。本文中采用实验与数值模拟相结合的方法对该装置产生的冲击波可靠性进行了研究，确定了一定工况内的初始冲击波强度及衰减时间常数，实验结果表明，该装置能够有效模拟水下爆炸冲击波载荷。
非药式水下爆炸冲击波加载装置作为实验室范围内一种新型水下爆炸冲击波加载技术，具有耗费低、危险性小、可重复性高等优点，对进一步研究水下冲击波毁伤效应具有重要意义。该装置通过一级轻气炮发射飞片正撞击水舱端部活塞在水舱中产生呈指数型衰减的水下冲击波。本文中采用实验与数值模拟相结合的方法对该装置产生的冲击波可靠性进行了研究，确定了一定工况内的初始冲击波强度及衰减时间常数，实验结果表明，该装置能够有效模拟水下爆炸冲击波载荷。
2014, 34(3): 340-346.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0340-07
摘要:
采用经波形整形技术改进后的∅100 mm SHPB实验装置开展了强度等级均为C30的NS激发矿渣粉煤灰基地聚合物混凝土(NaOH and sodium silicate-activated slag and fly ash based geopolymer concrete，NSSFGC)和NN激发矿渣粉煤灰基地聚合物混凝土(NaOH and Na2CO3-activated slag and fly ash based geopolymer concrete，NNSFGC)的动态压缩实验，并对比分析了在冲击荷载作用下的应变率效应。结果表明：NSSFGC和NNSFGC的峰值应力均随应变率的增加而越大。这表明，GC为应变率敏感材料；在动态压缩状态下，NSSFGC和NNSFGC的应变率敏感阈值分别为51.82、28.89 s-1；GC的应变率敏感性强于普通混凝土；NN型激发剂更有利于发挥GC的整体强度特性。由此可知，NNSFGC的应变率敏感性明显强于NSSFGC。
采用经波形整形技术改进后的∅100 mm SHPB实验装置开展了强度等级均为C30的NS激发矿渣粉煤灰基地聚合物混凝土(NaOH and sodium silicate-activated slag and fly ash based geopolymer concrete，NSSFGC)和NN激发矿渣粉煤灰基地聚合物混凝土(NaOH and Na2CO3-activated slag and fly ash based geopolymer concrete，NNSFGC)的动态压缩实验，并对比分析了在冲击荷载作用下的应变率效应。结果表明：NSSFGC和NNSFGC的峰值应力均随应变率的增加而越大。这表明，GC为应变率敏感材料；在动态压缩状态下，NSSFGC和NNSFGC的应变率敏感阈值分别为51.82、28.89 s-1；GC的应变率敏感性强于普通混凝土；NN型激发剂更有利于发挥GC的整体强度特性。由此可知，NNSFGC的应变率敏感性明显强于NSSFGC。
2014, 34(3): 347-353.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0347-07
摘要:
针对弹丸侵彻混凝土加速度信息获取及实测信号失效问题，采用弹载存储测试系统进行了实验，并基于LS-DYNA进行了高速碰撞过程的数值模拟，经处理后的数据曲线与实测侵深符合较好，数值模拟计算结果与实验结果较吻合。通过实验分析与理论推导相结合的方式对应力波、测试装置的基础运动和安装结构刚度、加速度计安装方式等部分影响因素进行了实测加速度信号的影响分析，分析结果对高g值冲击测试问题具有一定的参考价值。
针对弹丸侵彻混凝土加速度信息获取及实测信号失效问题，采用弹载存储测试系统进行了实验，并基于LS-DYNA进行了高速碰撞过程的数值模拟，经处理后的数据曲线与实测侵深符合较好，数值模拟计算结果与实验结果较吻合。通过实验分析与理论推导相结合的方式对应力波、测试装置的基础运动和安装结构刚度、加速度计安装方式等部分影响因素进行了实测加速度信号的影响分析，分析结果对高g值冲击测试问题具有一定的参考价值。
2014, 34(3): 354-360.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0354-07
摘要:
以平面波理论为基础，推导了无限平板在全入射角度下的冲击波壁压载荷计算公式，利用实验数据对壁压公式进行修正，提出了一种适用于计算有限尺度平板壁压的经验公式；分析了不同入射角度下壁压载荷的变化特性，初步研究了壁压载荷负压特性对平板局部空化的影响。结果表明：修正后的壁压曲线与实际壁压曲线吻合较好；入射角度的增大会加快壁压衰减过程，并使最低壁压的绝对值减小；随着药量或平板厚度的增加，壁压最低负压的绝对值增大，形成局部空化的能力增强；局部空化仅在一定条件范围内才会形成，空化范围受局部空化形成压力及冲击强度等因素的影响较大。
以平面波理论为基础，推导了无限平板在全入射角度下的冲击波壁压载荷计算公式，利用实验数据对壁压公式进行修正，提出了一种适用于计算有限尺度平板壁压的经验公式；分析了不同入射角度下壁压载荷的变化特性，初步研究了壁压载荷负压特性对平板局部空化的影响。结果表明：修正后的壁压曲线与实际壁压曲线吻合较好；入射角度的增大会加快壁压衰减过程，并使最低壁压的绝对值减小；随着药量或平板厚度的增加，壁压最低负压的绝对值增大，形成局部空化的能力增强；局部空化仅在一定条件范围内才会形成，空化范围受局部空化形成压力及冲击强度等因素的影响较大。
2014, 34(3): 361-366.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0361-06
摘要:
根据现场岩体特性，将岩体剖分为结构体和结构面2部分，针对结构体构建了均质岩石本构模型，而后依据结构面分布特性，构建了考虑天然岩体非均质性的空间块体模型。采用这一空间块体模型，对重复打击效果进行了大量数值模拟分析，数值模拟与现场实验结果基本一致，两者均表明，因受残余弹片、命中点偏差和岩体非均质性等因素综合影响，多弹重复打击破坏深度存在着一个极限值。
根据现场岩体特性，将岩体剖分为结构体和结构面2部分，针对结构体构建了均质岩石本构模型，而后依据结构面分布特性，构建了考虑天然岩体非均质性的空间块体模型。采用这一空间块体模型，对重复打击效果进行了大量数值模拟分析，数值模拟与现场实验结果基本一致，两者均表明，因受残余弹片、命中点偏差和岩体非均质性等因素综合影响，多弹重复打击破坏深度存在着一个极限值。
2014, 34(3): 367-372.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0367-06
摘要:
将比例距离的概念应用于隧道爆破振动分区中，以速度衰减曲线斜率的大小作为分区计算的依据。在此基础上，提出采用BP小波神经网络的方法预测爆破近区振速，以棋盘山隧道实测数据验证模型的可行性。结合泉厦高速公路大坪山隧道工程实例，对临近既有隧道形式的隧道爆破地震波传播规律进行分析，并对近区振速进行预测。分析表明：（1）在无实测值时，隧道爆破分区可按比例距离大致划分为：比例距离 < 5.0为爆破近区；5.0≤比例距离≤9.0为爆破中区；比例距离 > 9.0为爆破远区。（2）BP小波神经网络爆破近区预测模型不仅适用于新建分离式隧道，也适用于临近既有隧道的新建小净距隧道。研究成果对复杂环境下的隧道钻爆施工具有一定的指导意义。
将比例距离的概念应用于隧道爆破振动分区中，以速度衰减曲线斜率的大小作为分区计算的依据。在此基础上，提出采用BP小波神经网络的方法预测爆破近区振速，以棋盘山隧道实测数据验证模型的可行性。结合泉厦高速公路大坪山隧道工程实例，对临近既有隧道形式的隧道爆破地震波传播规律进行分析，并对近区振速进行预测。分析表明：（1）在无实测值时，隧道爆破分区可按比例距离大致划分为：比例距离 < 5.0为爆破近区；5.0≤比例距离≤9.0为爆破中区；比例距离 > 9.0为爆破远区。（2）BP小波神经网络爆破近区预测模型不仅适用于新建分离式隧道，也适用于临近既有隧道的新建小净距隧道。研究成果对复杂环境下的隧道钻爆施工具有一定的指导意义。
2014, 34(3): 373-378.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0373-06
摘要:
为了改进泡沫铝的动态吸能性能，将聚氨酯填充到开孔泡沫铝中制备成复合材料。通过霍普金森杆(SHPB)冲击实验，研究包含相对密度、应变、应变率和聚氨酯含量等影响因素的聚氨酯泡沫铝材料的动力学性能，并建立了动态本构模型。实验结果表明，聚氨酯泡沫铝的动态弹性模量与相对密度无关，屈服强度和流变应力与应变率和泡沫铝的相对密度成正比；聚氨酯泡沫铝的屈服强度与泡沫聚氨酯质量增加近似呈线性关系。所建立的动态本构模型在相对密度和应变率在一定的变化范围内与实验数据吻合较好。
为了改进泡沫铝的动态吸能性能，将聚氨酯填充到开孔泡沫铝中制备成复合材料。通过霍普金森杆(SHPB)冲击实验，研究包含相对密度、应变、应变率和聚氨酯含量等影响因素的聚氨酯泡沫铝材料的动力学性能，并建立了动态本构模型。实验结果表明，聚氨酯泡沫铝的动态弹性模量与相对密度无关，屈服强度和流变应力与应变率和泡沫铝的相对密度成正比；聚氨酯泡沫铝的屈服强度与泡沫聚氨酯质量增加近似呈线性关系。所建立的动态本构模型在相对密度和应变率在一定的变化范围内与实验数据吻合较好。
2014, 34(3): 379-384.
doi: 10.11883/1001-1455(2014)03-0379-06
摘要:
将铝纤维添加到RDX中得到新型非理想炸药，并与RDX进行水下爆炸对比实验，得到2种炸药在不同位置的压力时程曲线，经过分析计算得到两者水下爆炸的冲击波压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期以及气泡能。结果表明：距离药柱相同位置处，铝纤维炸药的压力峰值低于RDX，铝纤维炸药的冲击波冲量高于RDX，其差值受离药柱的距离影响不大。与RDX相比，铝纤维炸药的比冲击波能降低了2%~5.2%，比气泡能提高了9.4%~23.36%，总能量平均提高了3.5%。铝纤维炸药比气泡能与总能量的比值为55%~60%，高于RDX的50%~53%，其总能量与爆热比值为74%~84%，低于RDX的89%~95%。
将铝纤维添加到RDX中得到新型非理想炸药，并与RDX进行水下爆炸对比实验，得到2种炸药在不同位置的压力时程曲线，经过分析计算得到两者水下爆炸的冲击波压力峰值、冲量、冲击波能、气泡脉动周期以及气泡能。结果表明：距离药柱相同位置处，铝纤维炸药的压力峰值低于RDX，铝纤维炸药的冲击波冲量高于RDX，其差值受离药柱的距离影响不大。与RDX相比，铝纤维炸药的比冲击波能降低了2%~5.2%，比气泡能提高了9.4%~23.36%，总能量平均提高了3.5%。铝纤维炸药比气泡能与总能量的比值为55%~60%，高于RDX的50%~53%，其总能量与爆热比值为74%~84%，低于RDX的89%~95%。
