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, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0443
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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与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，并通过现场多孔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，在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈U型抛物线分布，两端的致裂孔的叠加应力最大，而在平行于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈倒U型抛物线分布，中部致裂孔的叠加应力最大。此外，利用声波测试得到的现场多孔冲击下岩体损伤破坏范围呈三维漏斗形状，竖向损伤破坏范围在5.05～5.73 m之间，平面损伤破坏范围在4.3～5.6 m之间，其中平面损伤破坏范围测试值与理论计算值的相对误差在5.0%～18.7%之间，计算误差多来自各致裂孔叠加应力的不均匀性。进一步分析可知：超临界CO2相变破岩半径随致裂孔叠加应力呈半抛物线式增长，随致裂孔深度呈对数式增长；当岩体抗压强度增大时，岩石断裂韧度近线性增长，对应破岩半径近线性下降。研究成果可为多孔超临界CO2相变破岩工程参数优化提供定量化设计依据。
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与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，并通过现场多孔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，在垂直于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈U型抛物线分布，两端的致裂孔的叠加应力最大，而在平行于测试孔布置方向，各孔的峰值应力均呈倒U型抛物线分布，中部致裂孔的叠加应力最大。此外，利用声波测试得到的现场多孔冲击下岩体损伤破坏范围呈三维漏斗形状，竖向损伤破坏范围在5.05～5.73 m之间，平面损伤破坏范围在4.3～5.6 m之间，其中平面损伤破坏范围测试值与理论计算值的相对误差在5.0%～18.7%之间，计算误差多来自各致裂孔叠加应力的不均匀性。进一步分析可知：超临界CO2相变破岩半径随致裂孔叠加应力呈半抛物线式增长，随致裂孔深度呈对数式增长；当岩体抗压强度增大时，岩石断裂韧度近线性增长，对应破岩半径近线性下降。研究成果可为多孔超临界CO2相变破岩工程参数优化提供定量化设计依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0252
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钢壳体，以及对爆炸火球参数、冲击波波速进行观测，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：爆炸驱动下，与等质量钢壳体相比，Zr基活性材料壳体的火光持续时间更长、冲击波波速更高，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，而等质量的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钢壳体，以及对爆炸火球参数、冲击波波速进行观测，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：爆炸驱动下，与等质量钢壳体相比，Zr基活性材料壳体的火光持续时间更长、冲击波波速更高，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，而等质量的钢壳体未引燃盒内燃油。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0154
摘要:
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，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2个协同工作的子网络：（1）浓度网络（Ncon），用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；（2）体积网络（Nvol），用于生成每个时间步的等效气体云体积，为爆炸风险评估提供量化指标。为进一步提升模型性能，开发了分阶段渐进式训练策略对双网络进行联合优化。验证结果表明：相较于传统单一网络架构（如mesh-based graph network，MGN），双网络架构通过解耦浓度场预测与等效气云体积预测任务，有效规避了单目标损失函数中权重因子对训练过程的干扰。多阶段训练策略通过分步参数优化，可解决传统方法对训练数据拟合不足的问题，使浓度场与等效气云体积的平均绝对百分误差\begin{document}$ {{ \varepsilon }}_{\rm{MAPE}} $\end{document} ![]()
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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，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2个协同工作的子网络：（1）浓度网络（Ncon），用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；（2）体积网络（Nvol），用于生成每个时间步的等效气体云体积，为爆炸风险评估提供量化指标。为进一步提升模型性能，开发了分阶段渐进式训练策略对双网络进行联合优化。验证结果表明：相较于传统单一网络架构（如mesh-based graph network，MGN），双网络架构通过解耦浓度场预测与等效气云体积预测任务，有效规避了单目标损失函数中权重因子对训练过程的干扰。多阶段训练策略通过分步参数优化，可解决传统方法对训练数据拟合不足的问题，使浓度场与等效气云体积的平均绝对百分误差
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0273
摘要:
预应力钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）T型梁桥常见于公路桥梁中，其受爆炸袭击后的桥面损伤多以破口形式存在，影响其通行能力，但已有桥梁爆炸损伤评估研究主要聚焦于RC梁桥墩柱与主梁的炸后残余承载力，缺乏更直观且可快速判断桥梁通行能力的损伤评估方法。为此，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，结合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桥面板破口的横向尺寸，发现混凝土强度的影响相对较小，而爆炸位置、桥面厚度、横隔板间距、TNT当量及比例爆距等参数的影响较显著；由于腹板与横隔板对桥面板具有较强的增强和约束作用，在其他条件相同的情况下，腹板与横隔板之间的桥面板上方爆炸产生的破口横向尺寸显著小于腹板正上方爆炸，且桥上爆炸的损伤程度显著小于桥下爆炸。基于上述影响较大的参数，提出以破口横向尺寸为损伤指标构建预测桥梁炸后通行能力的爆炸快速损伤评估公式。
预应力钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）T型梁桥常见于公路桥梁中，其受爆炸袭击后的桥面损伤多以破口形式存在，影响其通行能力，但已有桥梁爆炸损伤评估研究主要聚焦于RC梁桥墩柱与主梁的炸后残余承载力，缺乏更直观且可快速判断桥梁通行能力的损伤评估方法。为此，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，结合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桥面板破口的横向尺寸，发现混凝土强度的影响相对较小，而爆炸位置、桥面厚度、横隔板间距、TNT当量及比例爆距等参数的影响较显著；由于腹板与横隔板对桥面板具有较强的增强和约束作用，在其他条件相同的情况下，腹板与横隔板之间的桥面板上方爆炸产生的破口横向尺寸显著小于腹板正上方爆炸，且桥上爆炸的损伤程度显著小于桥下爆炸。基于上述影响较大的参数，提出以破口横向尺寸为损伤指标构建预测桥梁炸后通行能力的爆炸快速损伤评估公式。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0269
摘要:
采用造型粉模拟因碰撞过程极度碎化的压装炸药，研究了PBX造型粉缝隙挤压点火行为。基于射弹撞击的方式设计实验，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内未发生点火，当压头行进到一半行程时，“楔形”滑移区形成，高速相机照片可见明显的滑移区-死区界面，随后变形模式从“单楔形”滑移区向“双楔形”滑移区演化，滑移区-死区界面剪切效应未引发点火。加载后期压头行进到接近缝隙表面，“楔形”滑移区消失，炸药在压头与缝隙发生碰撞的前后时刻分别发生一次点火，第1次点火发生在缝隙入口处，第2次点火发生在压头边角处。压实效应对点火行为有重要影响，造型粉压实后点火速度阈值明显降低，撞击速度仅4.5 m/s即可导致点火。
采用造型粉模拟因碰撞过程极度碎化的压装炸药，研究了PBX造型粉缝隙挤压点火行为。基于射弹撞击的方式设计实验，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内未发生点火，当压头行进到一半行程时，“楔形”滑移区形成，高速相机照片可见明显的滑移区-死区界面，随后变形模式从“单楔形”滑移区向“双楔形”滑移区演化，滑移区-死区界面剪切效应未引发点火。加载后期压头行进到接近缝隙表面，“楔形”滑移区消失，炸药在压头与缝隙发生碰撞的前后时刻分别发生一次点火，第1次点火发生在缝隙入口处，第2次点火发生在压头边角处。压实效应对点火行为有重要影响，造型粉压实后点火速度阈值明显降低，撞击速度仅4.5 m/s即可导致点火。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0388
摘要:
爆炸冲击波在钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）箱型结构中难以向外自由扩散，经多次反射叠加后可加剧结构的破坏程度。为全面探究RC箱型结构内爆炸载荷特性及其动力行为特征，通过复现完全密闭和半密闭（带泄爆口）RC箱型结构的内爆炸试验，验证了所采用有限元建模与分析方法的适用性。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3种爆炸威胁和4种泄爆面积下的内爆炸数值模拟分析，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。结果表明：泄爆面积对各特征点爆炸波峰值超压影响较小，而爆炸波冲量随泄爆面积增加近似指数型降低；结构内壁面载荷分布受结构尺寸的显著影响，呈“内凹”或“W”型；泄爆系数从0.457增大至1.220时，墙板最大位移可降低50%以上；相较于超压准则，冲量准则可以更加准确地评估构件毁伤等级。最后，提出了考虑泄爆面积的冲量增强因子和毁伤增强因子计算方法，能够较好地预测不同泄爆系数下的内爆炸载荷和结构动力行为。
爆炸冲击波在钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）箱型结构中难以向外自由扩散，经多次反射叠加后可加剧结构的破坏程度。为全面探究RC箱型结构内爆炸载荷特性及其动力行为特征，通过复现完全密闭和半密闭（带泄爆口）RC箱型结构的内爆炸试验，验证了所采用有限元建模与分析方法的适用性。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3种爆炸威胁和4种泄爆面积下的内爆炸数值模拟分析，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。结果表明：泄爆面积对各特征点爆炸波峰值超压影响较小，而爆炸波冲量随泄爆面积增加近似指数型降低；结构内壁面载荷分布受结构尺寸的显著影响，呈“内凹”或“W”型；泄爆系数从0.457增大至1.220时，墙板最大位移可降低50%以上；相较于超压准则，冲量准则可以更加准确地评估构件毁伤等级。最后，提出了考虑泄爆面积的冲量增强因子和毁伤增强因子计算方法，能够较好地预测不同泄爆系数下的内爆炸载荷和结构动力行为。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0245
摘要:
利用有机玻璃（PMMA）材料在切槽炮孔壁上预制缺陷裂纹，以TATP炸药为装药，采用动态焦散线实验结合数值模拟的方法，探究了炮孔壁缺陷对切槽爆破裂纹扩展的影响。结果表明：在平行缺陷处应力波的反射会导致切槽裂纹起裂方向向下偏移，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均减小；抑制作用与缺陷到炮孔中心的距离有关，当缺陷远离炮孔中心时，平行缺陷对两侧切槽裂纹的抑制作用逐渐减弱，垂直缺陷对远侧切槽裂纹的抑制作用逐渐减弱，对近侧切槽裂纹的抑制作用逐渐增强；垂直缺陷左右的切槽裂纹受边界反射应力波作用相较于平行缺陷更加显著，左侧裂纹由于前期受缺陷处的反射应力波作用，并不呈现明显规律，但右侧裂纹随垂直缺陷远离炮孔中心，受边界反射应力波的作用显著降低。
利用有机玻璃（PMMA）材料在切槽炮孔壁上预制缺陷裂纹，以TATP炸药为装药，采用动态焦散线实验结合数值模拟的方法，探究了炮孔壁缺陷对切槽爆破裂纹扩展的影响。结果表明：在平行缺陷处应力波的反射会导致切槽裂纹起裂方向向下偏移，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均减小；抑制作用与缺陷到炮孔中心的距离有关，当缺陷远离炮孔中心时，平行缺陷对两侧切槽裂纹的抑制作用逐渐减弱，垂直缺陷对远侧切槽裂纹的抑制作用逐渐减弱，对近侧切槽裂纹的抑制作用逐渐增强；垂直缺陷左右的切槽裂纹受边界反射应力波作用相较于平行缺陷更加显著，左侧裂纹由于前期受缺陷处的反射应力波作用，并不呈现明显规律，但右侧裂纹随垂直缺陷远离炮孔中心，受边界反射应力波的作用显著降低。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0411
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。通过改进生成对抗网络（generative adversarial network，GAN），提出了Gaussian密度估算-对抗生成网络（Gaussian density estimation-Wasserstein generative adversarial network，GDE-W-GAN）；分别采用GDE-WGAN、Gaussian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的可行性和优越性；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。结果表明，GDE-WGAN结合半监督回归的方法可以显著提升代理模型的拟合精度，2个输出变量的决定系数R2分别提升了16.7%和4.2%。结合半监督回归的数据增广优化方法在准确性和优化效率方面具有较大提升。
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。通过改进生成对抗网络（generative adversarial network，GAN），提出了Gaussian密度估算-对抗生成网络（Gaussian density estimation-Wasserstein generative adversarial network，GDE-W-GAN）；分别采用GDE-WGAN、Gaussian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的可行性和优越性；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。结果表明，GDE-WGAN结合半监督回归的方法可以显著提升代理模型的拟合精度，2个输出变量的决定系数R2分别提升了16.7%和4.2%。结合半监督回归的数据增广优化方法在准确性和优化效率方面具有较大提升。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0134
摘要:
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，设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用\begin{document}$\varnothing $\end{document} ![]()
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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，设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0048
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，研究非预混CO2喷射对掺氢天然气爆炸特性的影响。设计并搭建了爆炸实验平台，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，从而使火焰传播速度和爆炸压力增大。当喷射时间固定时（如0或120 ms），增加喷射压力会引入更多的CO2，增强局部湍流和扰动，加剧火焰加速和爆炸后果。随着喷射时间增加，不同喷射压力下最大爆炸压力均呈先增后减的趋势。CO2喷射对爆炸的湍流促进作用和稀释作用相互竞争，并存在临界喷射时间。过多的CO2喷射时会增强它的稀释作用，削弱CO2喷射对爆炸的湍流扰动能力，降低爆炸强度。此外，较大的喷射压力有着更小的临界喷射时间，同时较大喷射压力下的最大爆炸压力对喷射时间的变化有着更高的敏感性。
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，研究非预混CO2喷射对掺氢天然气爆炸特性的影响。设计并搭建了爆炸实验平台，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，从而使火焰传播速度和爆炸压力增大。当喷射时间固定时（如0或120 ms），增加喷射压力会引入更多的CO2，增强局部湍流和扰动，加剧火焰加速和爆炸后果。随着喷射时间增加，不同喷射压力下最大爆炸压力均呈先增后减的趋势。CO2喷射对爆炸的湍流促进作用和稀释作用相互竞争，并存在临界喷射时间。过多的CO2喷射时会增强它的稀释作用，削弱CO2喷射对爆炸的湍流扰动能力，降低爆炸强度。此外，较大的喷射压力有着更小的临界喷射时间，同时较大喷射压力下的最大爆炸压力对喷射时间的变化有着更高的敏感性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0050
摘要:
基于大电流加热方式建立了小尺寸板状试样高温动态拉伸实验技术，解决了片状试样与波导杆之间有效连接、试样高温实现与温度保持、高温试样与波导杆冷接触时间精准控制三项关键技术。为获取铱合金高温动态拉伸力学性能，利用该实验技术对铱合金进行了103 s−1应变率下室温、600、900和1100 ℃下的拉伸实验。结果表明，当温度从室温上升到900 ℃时，铱合金拉伸强度下降了12%，延性增加了2倍，但当温度上升至1100 ℃时，铱合金拉伸强度下降了43%且延性增加了7.3倍。基于铱合金试样宏微观断裂形貌表征阐明了其变形机理。随着温度的升高，铱合金由沿晶断裂主控的断裂模式转变为晶粒高温软化断裂主控的断裂模式，晶界失效和晶粒高温软化屈服两者相互竞争，决定了铱合金的高温动态断裂行为。
基于大电流加热方式建立了小尺寸板状试样高温动态拉伸实验技术，解决了片状试样与波导杆之间有效连接、试样高温实现与温度保持、高温试样与波导杆冷接触时间精准控制三项关键技术。为获取铱合金高温动态拉伸力学性能，利用该实验技术对铱合金进行了103 s−1应变率下室温、600、900和
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0274
摘要:
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，开展了不同落体高度下的蜂窝夹芯板入水冲击实验，通过三维扫描仪得到了面板的变形结果，并监测了不同测点的入水冲击压力时程，同时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压力载荷特性，并与不同结构的入水冲击压力进行了对比。此外，分析了蜂窝夹芯板的变形模式、最终挠度等特性，给出了面板最终挠度和芯层压缩量的拟合公式。研究结果表明，蜂窝夹芯板表面的入水冲击压力分布不均匀，但在一定落体高度范围内，其压力峰值均与落体高度近似呈线性变化。与刚性平板入水冲击相比，蜂窝夹芯板的入水冲击压力峰值较小。相比同质量的等效铝板而言，蜂窝夹芯板的入水冲击压力峰值更小，压力持续时间更长。不同落体高度下，蜂窝夹芯板的面板变形模式基本一致。随着落体高度的增加，蜂窝夹芯板前面板和后面板中点处的最终挠度近似呈斜率减小的二次抛物线增长。在入水冲击载荷作用下，蜂窝夹芯板后面板变形明显小于等效铝板变形，表明蜂窝夹芯板具有更好的抗冲击性能。
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，开展了不同落体高度下的蜂窝夹芯板入水冲击实验，通过三维扫描仪得到了面板的变形结果，并监测了不同测点的入水冲击压力时程，同时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压力载荷特性，并与不同结构的入水冲击压力进行了对比。此外，分析了蜂窝夹芯板的变形模式、最终挠度等特性，给出了面板最终挠度和芯层压缩量的拟合公式。研究结果表明，蜂窝夹芯板表面的入水冲击压力分布不均匀，但在一定落体高度范围内，其压力峰值均与落体高度近似呈线性变化。与刚性平板入水冲击相比，蜂窝夹芯板的入水冲击压力峰值较小。相比同质量的等效铝板而言，蜂窝夹芯板的入水冲击压力峰值更小，压力持续时间更长。不同落体高度下，蜂窝夹芯板的面板变形模式基本一致。随着落体高度的增加，蜂窝夹芯板前面板和后面板中点处的最终挠度近似呈斜率减小的二次抛物线增长。在入水冲击载荷作用下，蜂窝夹芯板后面板变形明显小于等效铝板变形，表明蜂窝夹芯板具有更好的抗冲击性能。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0284
摘要:
鉴于目前对障碍物交错阵列内爆燃转爆轰（deflagration-to-detonation transition，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加速前期增加火焰面积、后期增强激波压缩未燃气体，从而缩短DDT时间和距离。然而，当障碍物间距减小至某阈值时，会出现结巴式爆轰，使DDT距离增加。DDT主要由障碍物前壁的反射激波与火焰相互作用引起。爆轰绕过障碍物时发生局部解耦，然后与壁面或来自障碍物另一侧的激波和失效爆轰波碰撞时可能引发爆轰再起爆。若障碍物间距太小，激波强度随爆轰的解耦而衰减严重，易导致爆轰失效。方形障碍物交错阵列比圆形更易引发DDT，因前者可在垂直和平行于火焰的传播方向产生反射激波，有助于激波作用于火焰和未燃气体。
鉴于目前对障碍物交错阵列内爆燃转爆轰（deflagration-to-detonation transition，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加速前期增加火焰面积、后期增强激波压缩未燃气体，从而缩短DDT时间和距离。然而，当障碍物间距减小至某阈值时，会出现结巴式爆轰，使DDT距离增加。DDT主要由障碍物前壁的反射激波与火焰相互作用引起。爆轰绕过障碍物时发生局部解耦，然后与壁面或来自障碍物另一侧的激波和失效爆轰波碰撞时可能引发爆轰再起爆。若障碍物间距太小，激波强度随爆轰的解耦而衰减严重，易导致爆轰失效。方形障碍物交错阵列比圆形更易引发DDT，因前者可在垂直和平行于火焰的传播方向产生反射激波，有助于激波作用于火焰和未燃气体。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0037
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被广泛应用。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，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，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，采用相变体积分数法描述桥箔在电能作用下由固相到等离子体相的转变，建立了等离子体状态方程以准确描述等离子体的状态，采用动网格模型描述了飞片在流场驱动下的运动。计算与实验得到的流场密度分布具有较好的贴合性，且飞片运动距离和飞片运动速度的最大误差分别为6.1%与8.1%，验证了计算模型与计算方法的准确性。研究结果表明：电容为0.33 μF、起爆电压为2800 V时，研究范围内，流场压强最大值基本维持在1×107 Pa左右；流场温度逐渐从516 ns时刻的9950 K降低到2310 ns时的3100 K；流场等离子体相分布逐渐由扁平状发展为长条状，等离子体相与飞片运动垂直方向的最大扩散距离为0.8 mm。1360 ns后，由于飞片突破冲击波波阵面，流场压强分布与温度分布的前端突起。
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被广泛应用。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，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，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，采用相变体积分数法描述桥箔在电能作用下由固相到等离子体相的转变，建立了等离子体状态方程以准确描述等离子体的状态，采用动网格模型描述了飞片在流场驱动下的运动。计算与实验得到的流场密度分布具有较好的贴合性，且飞片运动距离和飞片运动速度的最大误差分别为6.1%与8.1%，验证了计算模型与计算方法的准确性。研究结果表明：电容为0.33 μF、起爆电压为
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0452
摘要:
燃爆抑制技术可有效减轻事故后果，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，抑制剂的性能可直接影响抑制系统的可靠性。聚焦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的总结和分析。基于组成方式不同，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，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。对现有研究存在的问题进行总结并对未来研究进行展望，提出对抑制性能测试过程进行规范化和标准化，强调通过化学反应动力学模拟指导材料合成，提高材料筛选效率，减少研究的盲目性。
燃爆抑制技术可有效减轻事故后果，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，抑制剂的性能可直接影响抑制系统的可靠性。聚焦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的总结和分析。基于组成方式不同，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，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。对现有研究存在的问题进行总结并对未来研究进行展望，提出对抑制性能测试过程进行规范化和标准化，强调通过化学反应动力学模拟指导材料合成，提高材料筛选效率，减少研究的盲目性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0483
摘要:
为提升氟聚物基活性破片的毁伤效率，拓展其应用范围，研制了一种“核壳”式复合结构活性破片，该破片采用湿混法，引入碳纤维增强基体材料的强度，采用特定的烧结条件，制备了PTFE/Al/CF钨粉和PTFE/Al/CF钨球2种试样，并开展了相应的基本力学性能试验。通过2种结构破片侵彻3 mm+3 mm+2 mm+2 mm多层间隔铝靶试验，采用Python自编的源程序对试验数据进行自动处理，获得了各层靶板的穿孔面积、变形体积以及反应光强总量，对比分析了不同速度和约束条件下多层间隔靶的毁伤特征差异。研究结果表明：“核壳”式破片侵彻能力更强，低速可穿透4层靶板，但穿孔面积较小，穿孔直径约为0.95倍破片直径；均质破片穿孔面积更大，但侵彻能力较弱，穿孔直径约为1.21倍破片直径，高速条件下只能穿透3层靶板；钢壳约束显著提升了破片的穿孔和侵彻能力。破片的主要活性反应发生在与第2层靶的撞击过程中，但其释能反应对穿孔效应的促进作用有限，毁伤特征差异主要取决于破片的力学特性。
为提升氟聚物基活性破片的毁伤效率，拓展其应用范围，研制了一种“核壳”式复合结构活性破片，该破片采用湿混法，引入碳纤维增强基体材料的强度，采用特定的烧结条件，制备了PTFE/Al/CF钨粉和PTFE/Al/CF钨球2种试样，并开展了相应的基本力学性能试验。通过2种结构破片侵彻3 mm+3 mm+2 mm+2 mm多层间隔铝靶试验，采用Python自编的源程序对试验数据进行自动处理，获得了各层靶板的穿孔面积、变形体积以及反应光强总量，对比分析了不同速度和约束条件下多层间隔靶的毁伤特征差异。研究结果表明：“核壳”式破片侵彻能力更强，低速可穿透4层靶板，但穿孔面积较小，穿孔直径约为0.95倍破片直径；均质破片穿孔面积更大，但侵彻能力较弱，穿孔直径约为1.21倍破片直径，高速条件下只能穿透3层靶板；钢壳约束显著提升了破片的穿孔和侵彻能力。破片的主要活性反应发生在与第2层靶的撞击过程中，但其释能反应对穿孔效应的促进作用有限，毁伤特征差异主要取决于破片的力学特性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0128
摘要:
为掌握火灾环境下高压储氢气瓶爆炸能量产生、转化及耗散机制对气瓶爆炸的影响，以充装氢气和氮气的6.8L-30MPa Ⅲ型高压气瓶爆炸引发试验为基础，开展了气瓶极限承压判据、爆炸动力学行为及威力评估研究。结果表明：火灾可显著降低气瓶承压能力，气瓶的临界爆破压力由常温时的125.1 MPa降至火灾时的46.8 MPa，承压能力下降约62.6%。储氢气瓶爆炸呈现典型的物理-化学复合特征，产生了直径约9 m的火球，冲击波峰值压力在距离爆源2 m处达882.47 kPa，正压持续时间为168.11 ms；相同位置处的氮气瓶爆炸冲击波峰值为59.42 kPa，正压持续时间为2.17 ms，爆炸威力远小于氢气瓶。探讨了开敞环境下氢气瓶与氮气瓶爆炸能量的转化路径，建立了开敞环境下储氢气瓶爆炸威力评估方法，研究结果可对完善高压储氢气瓶爆炸事故风险评估提供参考。
为掌握火灾环境下高压储氢气瓶爆炸能量产生、转化及耗散机制对气瓶爆炸的影响，以充装氢气和氮气的6.8L-30MPa Ⅲ型高压气瓶爆炸引发试验为基础，开展了气瓶极限承压判据、爆炸动力学行为及威力评估研究。结果表明：火灾可显著降低气瓶承压能力，气瓶的临界爆破压力由常温时的125.1 MPa降至火灾时的46.8 MPa，承压能力下降约62.6%。储氢气瓶爆炸呈现典型的物理-化学复合特征，产生了直径约9 m的火球，冲击波峰值压力在距离爆源2 m处达882.47 kPa，正压持续时间为168.11 ms；相同位置处的氮气瓶爆炸冲击波峰值为59.42 kPa，正压持续时间为2.17 ms，爆炸威力远小于氢气瓶。探讨了开敞环境下氢气瓶与氮气瓶爆炸能量的转化路径，建立了开敞环境下储氢气瓶爆炸威力评估方法，研究结果可对完善高压储氢气瓶爆炸事故风险评估提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0101
摘要:
点阵力学超材料具有轻质、可设计和抗冲击等优点，在航空航天等许多领域具有广阔的应用前景。设计了一种米字形点阵力学超材料，采用选择性激光熔融技术制备了米字形点阵力学超材料试样，开展了落锤冲击试验和有限元数值模拟，研究了低速冲击载荷作用下点阵力学超材料的动态压溃行为和能量吸收机理，分析了冲击速度对米字形点阵力学超材料变形模式和能量吸收特性的影响规律。研究结果表明：冲击速度对米字形点阵力学超材料的变形模式有较大影响，在较低冲击速度下，点阵力学超材料的变形模式与准静态压缩下的变形模式相似，均以剪切带周围胞元的逐层压溃模式为主；在较高冲击速度下，点阵力学超材料的变形模式由X形剪切带转换为V形剪切带，最后演变为弧形剪切带；进一步研究发现，米字形点阵力学超材料呈现出一定程度的速率敏感性，随着冲击速度的增大，初始峰值应力、平台应力和比吸能增大。
点阵力学超材料具有轻质、可设计和抗冲击等优点，在航空航天等许多领域具有广阔的应用前景。设计了一种米字形点阵力学超材料，采用选择性激光熔融技术制备了米字形点阵力学超材料试样，开展了落锤冲击试验和有限元数值模拟，研究了低速冲击载荷作用下点阵力学超材料的动态压溃行为和能量吸收机理，分析了冲击速度对米字形点阵力学超材料变形模式和能量吸收特性的影响规律。研究结果表明：冲击速度对米字形点阵力学超材料的变形模式有较大影响，在较低冲击速度下，点阵力学超材料的变形模式与准静态压缩下的变形模式相似，均以剪切带周围胞元的逐层压溃模式为主；在较高冲击速度下，点阵力学超材料的变形模式由X形剪切带转换为V形剪切带，最后演变为弧形剪切带；进一步研究发现，米字形点阵力学超材料呈现出一定程度的速率敏感性，随着冲击速度的增大，初始峰值应力、平台应力和比吸能增大。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0153
摘要:
撞击溅射是撞击过程的重要组成部分，在深空探测领域中的小行星附着固锚、撞击采样、动能撞击偏转、星球表面溅射沉积物分布等工程应用及科学分析中发挥着重要作用。小行星表面多覆盖有砾石堆状风化层，研究人员通常利用颗粒状靶体进行模拟并开展实验研究。本文综述了颗粒靶体撞击溅射行为的研究进展，介绍了颗粒靶体撞击溅射形成的过程及溅射幕的描述方法；剖析了基于量纲分析的撞击溅射相似律及其适用范围和局限性；总结了靶体材料参数、撞击参数、靶体表面形貌和弹丸形状结构等对撞击溅射行为的影响；最后提出了颗粒靶体撞击溅射行为研究存在的问题及待开展的研究。
撞击溅射是撞击过程的重要组成部分，在深空探测领域中的小行星附着固锚、撞击采样、动能撞击偏转、星球表面溅射沉积物分布等工程应用及科学分析中发挥着重要作用。小行星表面多覆盖有砾石堆状风化层，研究人员通常利用颗粒状靶体进行模拟并开展实验研究。本文综述了颗粒靶体撞击溅射行为的研究进展，介绍了颗粒靶体撞击溅射形成的过程及溅射幕的描述方法；剖析了基于量纲分析的撞击溅射相似律及其适用范围和局限性；总结了靶体材料参数、撞击参数、靶体表面形貌和弹丸形状结构等对撞击溅射行为的影响；最后提出了颗粒靶体撞击溅射行为研究存在的问题及待开展的研究。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0485
摘要:
为了准确预测冲击爆炸荷载作用下混凝土材料的动态拉伸断裂破坏，基于非常规态近场动力学理论框架，本文首先建立了修正的Monaghan人工体积黏性计算方法用于消除数值振荡，然后将前期建立的等效计算应变率方法植入到课题组前期研发的Kong-Fang混凝土材料模型中，用以准确计算应变率突变时的应变率效应。在此基础上，开展了一维杆中的弹性波传播的数值模拟，发现在力矢量状态上额外附加修正的Monaghan人工体积黏性力矢量状态，可有效地抑制由变形梯度近似导致的非物理数值振荡现象，进而讨论分析了人工体积黏性参数的影响并给出参数建议值。最后将模型用于混凝土试件层裂的数值模拟，对比分析了人工体积黏性、不同应变率效应计算方法对动态拉伸断裂预测结果的影响规律，数值模拟结果表明，准确预测混凝土材料动态拉伸断裂破坏需同时考虑修正的Monaghan人工体积黏性和等效计算应变率，建立的考虑修正的Monaghan人工体积黏性和等效计算应变率的非常规态近场动力学模型可以较好地预测裂缝位置和数量，为冲击爆炸荷载作用下混凝土材料动态拉伸断裂破坏的数值模拟提供了新思路。
为了准确预测冲击爆炸荷载作用下混凝土材料的动态拉伸断裂破坏，基于非常规态近场动力学理论框架，本文首先建立了修正的Monaghan人工体积黏性计算方法用于消除数值振荡，然后将前期建立的等效计算应变率方法植入到课题组前期研发的Kong-Fang混凝土材料模型中，用以准确计算应变率突变时的应变率效应。在此基础上，开展了一维杆中的弹性波传播的数值模拟，发现在力矢量状态上额外附加修正的Monaghan人工体积黏性力矢量状态，可有效地抑制由变形梯度近似导致的非物理数值振荡现象，进而讨论分析了人工体积黏性参数的影响并给出参数建议值。最后将模型用于混凝土试件层裂的数值模拟，对比分析了人工体积黏性、不同应变率效应计算方法对动态拉伸断裂预测结果的影响规律，数值模拟结果表明，准确预测混凝土材料动态拉伸断裂破坏需同时考虑修正的Monaghan人工体积黏性和等效计算应变率，建立的考虑修正的Monaghan人工体积黏性和等效计算应变率的非常规态近场动力学模型可以较好地预测裂缝位置和数量，为冲击爆炸荷载作用下混凝土材料动态拉伸断裂破坏的数值模拟提供了新思路。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0047
摘要:
为研究高速铁路弓网系统在动态冲击和摩擦温升等服役条件下的力学性能，采用DF14.205D电子万能试验机和分离式霍普金森压杆，测试了应变率0.001～3000 s−1和温度293～873 K范围内高速铁路接触网铜镁合金材料的单轴压缩力学性能，分析了其应力-应变响应的应变率效应和温度敏感性，揭示了率温耦合作用下铜镁合金材料的压缩变形机制和微观组织演化规律，并构建了能准确描述其塑性流动行为的动态本构模型。研究表明，接触网铜镁合金材料在压缩过程中表现出显著的应变率强化和温度软化效应，并且这些效应受到加工硬化、应变率、温度软化等因素的共同作用；当温度大于473 K时，材料的变形主要以温度软化为主导，且温度能促进材料动态回复与动态再结晶过程；修正后的Johnson-Cook模型能够较好地预测该材料的塑性流动应力-应变响应。研究结果可为高速列车弓网系统服役安全设计和评估提供参考。
为研究高速铁路弓网系统在动态冲击和摩擦温升等服役条件下的力学性能，采用DF14.205D电子万能试验机和分离式霍普金森压杆，测试了应变率0.001～
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0054
摘要:
为研究聚脲涂层对钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）基板层裂和贯穿的影响，分析了压缩波在混凝土-聚脲界面传播过程及混凝土层裂过程，提出背面喷涂聚脲RC基板的层裂解析模型。基于该模型，定量分析了聚脲涂层对RC基板临界层裂和贯穿的影响，提出无涂层RC板的贯穿预估经验方法可扩展应用于背面喷涂聚脲的RC基板，并通过学者们报道的接触爆炸试验进行验证。结果表明：聚脲涂层会对RC基板背面层裂过程产生影响，紧邻混凝土-聚脲界面的净应力波为压缩波，而在更深处的混凝土中，净应力波为拉伸波；聚脲涂层仅影响RC基板的首次层裂，首次层裂后的层裂过程与无涂层RC板相同；在发生临界层裂时，聚脲涂层提高了RC基板的临界层裂抗力，但层裂深度会增加；在发生贯穿时，聚脲涂层减少了RC基板的层裂次数，但对总层裂深度和贯穿的影响较小；无涂层RC板的贯穿预估经验方法可较好地预估背面喷涂聚脲RC基板的贯穿破坏。
为研究聚脲涂层对钢筋混凝土（reinforced concrete，RC）基板层裂和贯穿的影响，分析了压缩波在混凝土-聚脲界面传播过程及混凝土层裂过程，提出背面喷涂聚脲RC基板的层裂解析模型。基于该模型，定量分析了聚脲涂层对RC基板临界层裂和贯穿的影响，提出无涂层RC板的贯穿预估经验方法可扩展应用于背面喷涂聚脲的RC基板，并通过学者们报道的接触爆炸试验进行验证。结果表明：聚脲涂层会对RC基板背面层裂过程产生影响，紧邻混凝土-聚脲界面的净应力波为压缩波，而在更深处的混凝土中，净应力波为拉伸波；聚脲涂层仅影响RC基板的首次层裂，首次层裂后的层裂过程与无涂层RC板相同；在发生临界层裂时，聚脲涂层提高了RC基板的临界层裂抗力，但层裂深度会增加；在发生贯穿时，聚脲涂层减少了RC基板的层裂次数，但对总层裂深度和贯穿的影响较小；无涂层RC板的贯穿预估经验方法可较好地预估背面喷涂聚脲RC基板的贯穿破坏。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0359
摘要:
为探究清洁燃料乙炔在O2/CO2气氛下的可燃下限，在5 L圆柱体爆炸反应装置中进行实验，测得了乙炔的可燃下限。随着CO2的体积分数从14%增加到85%，乙炔的可燃下限从2.64%增长到3.93%，在较小的范围内呈线性增加。烷烃、烯烃和炔烃的可燃下限依次降低，表明炔烃具有更大的燃烧范围。基于极限层流速度法计算模型，建立了适用于乙炔可燃下限的预测模型。通过实验数据验证了该模型的可靠性，采用该模型讨论了CO2的热力学、化学、输运效应对可燃下限的影响。结果表明：热力学效应的平均占比为64%，化学效应占比35%，输运效应占比1%。
为探究清洁燃料乙炔在O2/CO2气氛下的可燃下限，在5 L圆柱体爆炸反应装置中进行实验，测得了乙炔的可燃下限。随着CO2的体积分数从14%增加到85%，乙炔的可燃下限从2.64%增长到3.93%，在较小的范围内呈线性增加。烷烃、烯烃和炔烃的可燃下限依次降低，表明炔烃具有更大的燃烧范围。基于极限层流速度法计算模型，建立了适用于乙炔可燃下限的预测模型。通过实验数据验证了该模型的可靠性，采用该模型讨论了CO2的热力学、化学、输运效应对可燃下限的影响。结果表明：热力学效应的平均占比为64%，化学效应占比35%，输运效应占比1%。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0024
摘要:
为研究超高速侵彻下金属蜂窝管约束混凝土结构的抗侵彻性能，利用二级轻气炮开展了1 500 m/s附近弹体侵彻试验，使用物质点法模拟侵彻过程并对靶体和弹体参数的合理性进行验证，并利用该方法研究了蜂窝管壁厚、高度、直径和材料等参数对靶体抗侵彻性能的影响规律。数值计算表明：物质点法可以准确模拟高速侵彻过程，模拟结果与实验误差小于10%；通过正交分析得到的影响侵深的因素依次为：蜂窝管特征管深、特征内径、特征壁厚、材料；影响开坑半径的因素依次为蜂窝管特征壁厚、特征管深、材料、特征内径。对于本文所采用的弹体，根据优化结果分析得到了综合因素最优的组合。
为研究超高速侵彻下金属蜂窝管约束混凝土结构的抗侵彻性能，利用二级轻气炮开展了1 500 m/s附近弹体侵彻试验，使用物质点法模拟侵彻过程并对靶体和弹体参数的合理性进行验证，并利用该方法研究了蜂窝管壁厚、高度、直径和材料等参数对靶体抗侵彻性能的影响规律。数值计算表明：物质点法可以准确模拟高速侵彻过程，模拟结果与实验误差小于10%；通过正交分析得到的影响侵深的因素依次为：蜂窝管特征管深、特征内径、特征壁厚、材料；影响开坑半径的因素依次为蜂窝管特征壁厚、特征管深、材料、特征内径。对于本文所采用的弹体，根据优化结果分析得到了综合因素最优的组合。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0058
摘要:
针对恶劣海况下动态海缆及其保护套与风机平台摩擦和碰撞导致的断裂问题，以具有高弹性、高缓冲性能的EVA泡沫和橡胶为主体材料，设计了一种抗多次冲击复合防护层。采用万能试验机和落锤，开展了不同加载条件下多种相对密度的EVA泡沫材料的力学性能实验，揭示了相对密度、应变率和多次加载对材料能量吸收特性的影响规律。基于EVA泡沫材料单位体积吸能率与待吸收的动态海缆动能之间的匹配关系，讨论并确定最佳的防护层厚度尺寸，进而制作了复合防护层测试样件。随后，通过落锤冲击实验对复合防护层在单次冲击和多次冲击条件下的缓冲吸能特性进行了研究。实验结果表明：在单次冲击下复合防护层的峰值力与最大位移随落锤质量与下落速度呈线性正相关变化，且能量吸收效率高达85 %；在多次冲击下复合防护层的力学性能呈现显著稳定性，第四次冲击的最大位移较首次冲击仅增大了5.5 %，且能量吸收值和瞬时回弹率的波动幅度小于5 %。复合防护层的独特力学性能可为动态海缆在恶劣海况下的长期使用提供有效保护。
针对恶劣海况下动态海缆及其保护套与风机平台摩擦和碰撞导致的断裂问题，以具有高弹性、高缓冲性能的EVA泡沫和橡胶为主体材料，设计了一种抗多次冲击复合防护层。采用万能试验机和落锤，开展了不同加载条件下多种相对密度的EVA泡沫材料的力学性能实验，揭示了相对密度、应变率和多次加载对材料能量吸收特性的影响规律。基于EVA泡沫材料单位体积吸能率与待吸收的动态海缆动能之间的匹配关系，讨论并确定最佳的防护层厚度尺寸，进而制作了复合防护层测试样件。随后，通过落锤冲击实验对复合防护层在单次冲击和多次冲击条件下的缓冲吸能特性进行了研究。实验结果表明：在单次冲击下复合防护层的峰值力与最大位移随落锤质量与下落速度呈线性正相关变化，且能量吸收效率高达85 %；在多次冲击下复合防护层的力学性能呈现显著稳定性，第四次冲击的最大位移较首次冲击仅增大了5.5 %，且能量吸收值和瞬时回弹率的波动幅度小于5 %。复合防护层的独特力学性能可为动态海缆在恶劣海况下的长期使用提供有效保护。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0502
摘要:
多孔材料在冲击压缩过程中伴随着孔隙坍塌行为，本文中基于已有试验中所观测到的冲击波结构，对多孔材料的冲击波形成过程及孔隙坍塌行为间的联系进行理论分析。首先，考虑多孔材料的压缩曲线特性和冲击波追赶问题，提出了多孔材料的冲击波结构存在低压单波、双冲击波和高压单波等3种模式。进一步，结合Wu-Jing物态方程发展了与不同冲击波模式相容的冲击压缩特性计算方法，得到了与单冲击波模式相容的冲击比容计算方程，可以无需采取近似条件直接计算临界比容。此外，通过对弹性阶段与弹塑性阶段材料的孔隙度随压力的变化规律采取线性近似，并考虑了多孔材料中基体材料受力与宏观应力之间的关系，修正了Carroll建立的孔隙坍塌关系方程。基于本文中发展的考虑孔隙坍塌行为的冲击压缩特性计算模型，对材料的Hugoniot数据进行了计算，讨论了孔隙坍塌行为对多孔材料冲击压缩特性的影响。结果表明在较低压力时材料的冲击物态特性受孔隙坍塌行为影响明显，模型能够更加精确地预测多孔材料的冲击波参量。
多孔材料在冲击压缩过程中伴随着孔隙坍塌行为，本文中基于已有试验中所观测到的冲击波结构，对多孔材料的冲击波形成过程及孔隙坍塌行为间的联系进行理论分析。首先，考虑多孔材料的压缩曲线特性和冲击波追赶问题，提出了多孔材料的冲击波结构存在低压单波、双冲击波和高压单波等3种模式。进一步，结合Wu-Jing物态方程发展了与不同冲击波模式相容的冲击压缩特性计算方法，得到了与单冲击波模式相容的冲击比容计算方程，可以无需采取近似条件直接计算临界比容。此外，通过对弹性阶段与弹塑性阶段材料的孔隙度随压力的变化规律采取线性近似，并考虑了多孔材料中基体材料受力与宏观应力之间的关系，修正了Carroll建立的孔隙坍塌关系方程。基于本文中发展的考虑孔隙坍塌行为的冲击压缩特性计算模型，对材料的Hugoniot数据进行了计算，讨论了孔隙坍塌行为对多孔材料冲击压缩特性的影响。结果表明在较低压力时材料的冲击物态特性受孔隙坍塌行为影响明显，模型能够更加精确地预测多孔材料的冲击波参量。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0493
摘要:
泄爆是防控可燃气体爆炸危害的有效途径之一，但泄放过程中有可能发生外部泄放气云的二次爆炸，如何实现可燃气体爆炸的有效泄爆，降低爆炸带来的危害，成为当前研究的一个重点方向。为此，从可燃气体爆炸特性、可燃气体泄爆特性以及泄爆外流场二次爆炸等三方面对目前国内外可燃气体泄爆特性研究现状进行了总结分析，发现多元混合可燃气体的爆炸危险性难以准确预测评估、内外流场耦合泄爆机理研究尚不深入、泄爆效果表征方法以及二次爆炸临界条件不明等问题。基于上述问题，从探索可燃气体爆炸风险与致灾机理、深化可燃气体泄爆超压及火焰演化特性研究、揭示泄爆外流场二次爆炸形成机制等方面进行了展望，这为今后研究可燃气体泄爆问题提供了重要参考。
泄爆是防控可燃气体爆炸危害的有效途径之一，但泄放过程中有可能发生外部泄放气云的二次爆炸，如何实现可燃气体爆炸的有效泄爆，降低爆炸带来的危害，成为当前研究的一个重点方向。为此，从可燃气体爆炸特性、可燃气体泄爆特性以及泄爆外流场二次爆炸等三方面对目前国内外可燃气体泄爆特性研究现状进行了总结分析，发现多元混合可燃气体的爆炸危险性难以准确预测评估、内外流场耦合泄爆机理研究尚不深入、泄爆效果表征方法以及二次爆炸临界条件不明等问题。基于上述问题，从探索可燃气体爆炸风险与致灾机理、深化可燃气体泄爆超压及火焰演化特性研究、揭示泄爆外流场二次爆炸形成机制等方面进行了展望，这为今后研究可燃气体泄爆问题提供了重要参考。
, 最新更新时间 , 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，能量主要通过位错网络进行吸收；在中速（1.0~2.0 km/s）冲击下，位错与无序化原子共同吸收能量；在高速（2.0~3.0 km/s）冲击下，无序化原子主导吸收能量。位错线长度在刚性球0.5~0.8 km/s的冲击速度范围内，随冲击速度呈线性增加，而在更高的速度冲击下，因HEA板厚度限制，位错线长度呈下降趋势。应力分析表明，冲击速度提高时，最大应力与塑性区域边界应力随着冲击速度的提高表现出非线性变化的二次关系。二次冲击下，几何特征方面，Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在冲击后形成类梯形的破坏区域，其上坑半径随冲击速度的变化呈现二次变化关系，二次冲击的最小影响区域也与冲击速度呈现二次关系；抗冲击性能方面，随着刚性球首次冲击速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也随之上升，HEA板材料抵抗冲击性能降低。在距冲击中心10 nm处，HEA板的弹道极限随着首次冲击速度增加而非线性减小，然而，二次冲击速度的提高会使首次冲击的影响减弱。
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，能量主要通过位错网络进行吸收；在中速（1.0~2.0 km/s）冲击下，位错与无序化原子共同吸收能量；在高速（2.0~3.0 km/s）冲击下，无序化原子主导吸收能量。位错线长度在刚性球0.5~0.8 km/s的冲击速度范围内，随冲击速度呈线性增加，而在更高的速度冲击下，因HEA板厚度限制，位错线长度呈下降趋势。应力分析表明，冲击速度提高时，最大应力与塑性区域边界应力随着冲击速度的提高表现出非线性变化的二次关系。二次冲击下，几何特征方面，Al0.3CoCrFeNi 高熵合金板在冲击后形成类梯形的破坏区域，其上坑半径随冲击速度的变化呈现二次变化关系，二次冲击的最小影响区域也与冲击速度呈现二次关系；抗冲击性能方面，随着刚性球首次冲击速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也随之上升，HEA板材料抵抗冲击性能降低。在距冲击中心10 nm处，HEA板的弹道极限随着首次冲击速度增加而非线性减小，然而，二次冲击速度的提高会使首次冲击的影响减弱。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0282
摘要:
天然气掺氢技术已被逐渐运用于管道运输，但掺氢天然气易发生泄漏爆炸事故。文中采用20 L球形装置研究了掺氢比和添加CO2对掺氢天然气爆炸压力和火焰传播特性的影响。结果表明：掺氢比对掺氢天然气爆炸压力和火焰传播速度有促进作用。随着掺氢比增加，最大爆炸压力逐渐上升，快速燃爆时间和持续燃烧时间减小，最大爆炸压力上升速率和火焰传播速度在掺氢比小于0.5时逐渐上升，当掺氢比大于0.5时，最大爆炸压力上升速率和火焰传播速度快速上升。加入CO2对混合气体爆炸压力和火焰传播速度有抑制作用，但对高掺氢比的压力参数抑制效果较差。通过反应动力学分析可知，随着掺氢比增大，火焰层流燃烧速度和绝热火焰温度逐渐上升，活性自由基摩尔分数和产物生成速率明显上升，并且掺混氢气改变了甲烷的反应路径，当掺氢比大于0.5，反应R84、R46和R3进入了前十步反应中，产生了H和OH自由基，促进了反应。而CO2能降低混合气体的层流燃烧速率、绝热火焰温度、活性自由基摩尔分数以及产物生成速率，但添加CO2不改变甲烷的反应路径。
天然气掺氢技术已被逐渐运用于管道运输，但掺氢天然气易发生泄漏爆炸事故。文中采用20 L球形装置研究了掺氢比和添加CO2对掺氢天然气爆炸压力和火焰传播特性的影响。结果表明：掺氢比对掺氢天然气爆炸压力和火焰传播速度有促进作用。随着掺氢比增加，最大爆炸压力逐渐上升，快速燃爆时间和持续燃烧时间减小，最大爆炸压力上升速率和火焰传播速度在掺氢比小于0.5时逐渐上升，当掺氢比大于0.5时，最大爆炸压力上升速率和火焰传播速度快速上升。加入CO2对混合气体爆炸压力和火焰传播速度有抑制作用，但对高掺氢比的压力参数抑制效果较差。通过反应动力学分析可知，随着掺氢比增大，火焰层流燃烧速度和绝热火焰温度逐渐上升，活性自由基摩尔分数和产物生成速率明显上升，并且掺混氢气改变了甲烷的反应路径，当掺氢比大于0.5，反应R84、R46和R3进入了前十步反应中，产生了H和OH自由基，促进了反应。而CO2能降低混合气体的层流燃烧速率、绝热火焰温度、活性自由基摩尔分数以及产物生成速率，但添加CO2不改变甲烷的反应路径。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0434
摘要:
抑爆剂在防止粉尘爆炸事故中起着至关重要的作用。通过原位合成方法制备了一种新型的NiP@Fe-SBA-15抑爆剂，采用哈特曼管道爆炸测试系统，对爆燃火焰的传播行为进行实验研究，测定NiP@Fe-SBA-15抑爆剂对聚丙烯（PP）爆炸火焰的抑制作用，以及添加不同比例的NiP@Fe-SBA-15抑爆剂对PP爆炸火焰的抑制效果。实验结果表明：NiP@Fe-SBA-15抑爆剂能够显著降低PP粉尘爆燃火焰的温度和燃烧速度，当添加质量分数为70%的NiP@Fe-SBA-15时，基本实现了对PP爆燃火焰的高效抑制。此外，结合爆炸产物的实验分析结果，提出了NiP@Fe-SBA-15对PP粉尘爆燃的物理和化学抑制机制。
抑爆剂在防止粉尘爆炸事故中起着至关重要的作用。通过原位合成方法制备了一种新型的NiP@Fe-SBA-15抑爆剂，采用哈特曼管道爆炸测试系统，对爆燃火焰的传播行为进行实验研究，测定NiP@Fe-SBA-15抑爆剂对聚丙烯（PP）爆炸火焰的抑制作用，以及添加不同比例的NiP@Fe-SBA-15抑爆剂对PP爆炸火焰的抑制效果。实验结果表明：NiP@Fe-SBA-15抑爆剂能够显著降低PP粉尘爆燃火焰的温度和燃烧速度，当添加质量分数为70%的NiP@Fe-SBA-15时，基本实现了对PP爆燃火焰的高效抑制。此外，结合爆炸产物的实验分析结果，提出了NiP@Fe-SBA-15对PP粉尘爆燃的物理和化学抑制机制。
