2001年 21卷 第2期
2001, 21(2): 81-88.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0081-8
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本文被引
摘要:
对激波与高应变率现象的基础问题及应用国际学术会议 (EXPLOMET 2 0 0 0 )和第 2 0届国际理论与应用力学大会 (ICTAM 2 0 0 0 )上有关爆炸冲击载荷下结构和材料动态响应的研究论文进行了回顾和综合分析。分别从应力波、结构的高应变率响应和材料的高应变率响应三个方面就其新进展和新动向作了述评。
对激波与高应变率现象的基础问题及应用国际学术会议 (EXPLOMET 2 0 0 0 )和第 2 0届国际理论与应用力学大会 (ICTAM 2 0 0 0 )上有关爆炸冲击载荷下结构和材料动态响应的研究论文进行了回顾和综合分析。分别从应力波、结构的高应变率响应和材料的高应变率响应三个方面就其新进展和新动向作了述评。
2001, 21(2): 89-97.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0089-9
摘要:
从连续损伤理论出发 ,讨论了盖帽模型。基于大量的混凝土实验结果 ,引出了一种经验性的率相关盖帽模型 ,可以用于描述较低速的混凝土平板撞击试验。为获得水泥砂浆石和卵石在冲击及冲击后的各自行为 ,提出了一种关于混凝土的二组分模型 ,并耦合于平板高速冲击实验的数值模拟 ;讨论了此二组分模型对于均匀冲击加载的非局部化响应问题。
从连续损伤理论出发 ,讨论了盖帽模型。基于大量的混凝土实验结果 ,引出了一种经验性的率相关盖帽模型 ,可以用于描述较低速的混凝土平板撞击试验。为获得水泥砂浆石和卵石在冲击及冲击后的各自行为 ,提出了一种关于混凝土的二组分模型 ,并耦合于平板高速冲击实验的数值模拟 ;讨论了此二组分模型对于均匀冲击加载的非局部化响应问题。
2001, 21(2): 98-104.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0098-7
摘要:
在改进回传矩阵法的基础上 ,引入节点质量阻尼模型 ,结合射线展开技术 ,研究刚架结构中的弹性瞬态波的传播。根据分析结果可以看出 ,节点质量对弹性波的传播影响不大 ,节点阻尼对弹性波的传播影响很大。如果选取合适的节点 ,就可以阻碍波在结构局部中的传播 ,达到结构局部控制的目的。刚架结构中的弹性瞬态波的传播 ,可以对大型刚架结构的无损检测提供一定的帮助。
在改进回传矩阵法的基础上 ,引入节点质量阻尼模型 ,结合射线展开技术 ,研究刚架结构中的弹性瞬态波的传播。根据分析结果可以看出 ,节点质量对弹性波的传播影响不大 ,节点阻尼对弹性波的传播影响很大。如果选取合适的节点 ,就可以阻碍波在结构局部中的传播 ,达到结构局部控制的目的。刚架结构中的弹性瞬态波的传播 ,可以对大型刚架结构的无损检测提供一定的帮助。
2001, 21(2): 105-110.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0105-6
摘要:
以含内变量的本构关系理论为基础 ,结合材料损伤演化方程 ,并考虑了温度和损伤对材料参数的影响 ,得到了增量形式的热粘塑性本构关系的普适显式表达式。然后使用Bodner幂函数型粘塑性模型 ,具体推导了其增量形式的热粘塑性本构方程。接着结合在实践中有重要意义的内部爆炸载荷作用下的柱壳破裂问题 ,建立了含损伤热粘塑性柱壳破裂问题的完备方程组 ,使用有限差分方法 ,完成了对问题的数值模拟 ,并对结果进行了分析。计算结果与实验结果符合良好。
以含内变量的本构关系理论为基础 ,结合材料损伤演化方程 ,并考虑了温度和损伤对材料参数的影响 ,得到了增量形式的热粘塑性本构关系的普适显式表达式。然后使用Bodner幂函数型粘塑性模型 ,具体推导了其增量形式的热粘塑性本构方程。接着结合在实践中有重要意义的内部爆炸载荷作用下的柱壳破裂问题 ,建立了含损伤热粘塑性柱壳破裂问题的完备方程组 ,使用有限差分方法 ,完成了对问题的数值模拟 ,并对结果进行了分析。计算结果与实验结果符合良好。
2001, 21(2): 111-116.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0111-6
摘要:
在爆生气体作用下 ,爆破近区的裂纹在气体驱动压力下扩展 ,而爆破中区的裂纹扩展是在气体膨胀压力场和原岩应力共同作用下发生的。基于岩石细观损伤断裂理论 ,认为裂纹扩展的过程就是裂纹尖端到周围岩石的逐渐损伤引起的损伤区移动过程 ;建立了这两个区域的损伤断裂准则和裂纹尖端的损伤局部化模型 ,可以更好地反映爆生气体作用下裂纹扩展的实际过程。
在爆生气体作用下 ,爆破近区的裂纹在气体驱动压力下扩展 ,而爆破中区的裂纹扩展是在气体膨胀压力场和原岩应力共同作用下发生的。基于岩石细观损伤断裂理论 ,认为裂纹扩展的过程就是裂纹尖端到周围岩石的逐渐损伤引起的损伤区移动过程 ;建立了这两个区域的损伤断裂准则和裂纹尖端的损伤局部化模型 ,可以更好地反映爆生气体作用下裂纹扩展的实际过程。
2001, 21(2): 117-120.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0117-4
摘要:
通过对多层复合结构的力学分析 ,得出了复合结构体系的广义能量泛函 ;并针对具体的算例 ,提出了结构截面合理的刚度匹配关系。
通过对多层复合结构的力学分析 ,得出了复合结构体系的广义能量泛函 ;并针对具体的算例 ,提出了结构截面合理的刚度匹配关系。
2001, 21(2): 121-125.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0121-5
摘要:
介绍了高能炸药在飞片撞击下脆性损伤的实验和理论研究工作。采用了火药枪装置驱动铝飞片作为加载手段 ,对被研究样品JO 915 9进行碰撞 ;回收了经受撞击破碎的样品 ,对其进行筛网分析获得破片数目分布 ;据此分布和有关文献数据 ,给出了JO 915 9炸药的成核 增长 (NAG)模型系数。将适用于脆性损伤模式的一维NAG模型子程序加入一维流体弹塑性动力学计算编码 ,完成调试和初步数值模拟工作 ,计算所得的样品最大损伤区域与实验得到的层裂片厚度接近。
介绍了高能炸药在飞片撞击下脆性损伤的实验和理论研究工作。采用了火药枪装置驱动铝飞片作为加载手段 ,对被研究样品JO 915 9进行碰撞 ;回收了经受撞击破碎的样品 ,对其进行筛网分析获得破片数目分布 ;据此分布和有关文献数据 ,给出了JO 915 9炸药的成核 增长 (NAG)模型系数。将适用于脆性损伤模式的一维NAG模型子程序加入一维流体弹塑性动力学计算编码 ,完成调试和初步数值模拟工作 ,计算所得的样品最大损伤区域与实验得到的层裂片厚度接近。
2001, 21(2): 126-130.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0126-5
摘要:
基于MOCL(MarkonCellLine)分界面跟踪算法 ,用二维多流体网格法的欧拉程序 ,数值模拟了锥形罩聚能装药侵彻钢板的全过程 ;与试验结果进行了比较 ,可以满足工程设计的需要。这种连贯性的模拟能力避免了数值计算中对射流的许多人为假定 ,对数值模拟串联战斗部的终点效应具有一定的实用价值。
基于MOCL(MarkonCellLine)分界面跟踪算法 ,用二维多流体网格法的欧拉程序 ,数值模拟了锥形罩聚能装药侵彻钢板的全过程 ;与试验结果进行了比较 ,可以满足工程设计的需要。这种连贯性的模拟能力避免了数值计算中对射流的许多人为假定 ,对数值模拟串联战斗部的终点效应具有一定的实用价值。
2001, 21(2): 131-137.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0131-7
摘要:
以三峡工程坝基岩体开挖爆破为背景 ,在弱风化花岗岩底板内进行了 6次现场爆破试验 ,测量出距爆源不等距离处的 36组地震波形。通过频域与统计分析发现 ,岩石质点振动主频率与药量、距离成反比关系 ;地震波作用时间与爆破药量成正比关系 ,而与距离成反比关系。应用神经网络理论建立的基于爆破地震效应先验知识的网络模型 (PKFN)能很好地描述爆破地震波的衰减规律 ,其计算平均相对误差仅为 3 .5 %。用地震层析成象方法 (CT)较准确地测定出了岩体爆破松裂区边界 ,并结合PKFN模型得到了三峡工程坝基岩体的临界质点振动速度范围 13 .816 .6cm/s。
以三峡工程坝基岩体开挖爆破为背景 ,在弱风化花岗岩底板内进行了 6次现场爆破试验 ,测量出距爆源不等距离处的 36组地震波形。通过频域与统计分析发现 ,岩石质点振动主频率与药量、距离成反比关系 ;地震波作用时间与爆破药量成正比关系 ,而与距离成反比关系。应用神经网络理论建立的基于爆破地震效应先验知识的网络模型 (PKFN)能很好地描述爆破地震波的衰减规律 ,其计算平均相对误差仅为 3 .5 %。用地震层析成象方法 (CT)较准确地测定出了岩体爆破松裂区边界 ,并结合PKFN模型得到了三峡工程坝基岩体的临界质点振动速度范围 13 .816 .6cm/s。
2001, 21(2): 138-143.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0138-6
摘要:
研究了以硝基甲烷液体炸药作为冲击波发生源的准球面汇聚冲击波超高压回收装置。在该装置上 ,利用冲击波由金属球体表面向中心汇聚形成的高压 ,对样品进行了冲击处理 ;分析了回收的金属球体内、外破坏情况及金相组织变化。结果表明 :该装置产生的球面冲击波对称性较好 ,样品回收可靠性较高 ;金属球体中心附近压力超过 2 0 7GPa ;对进行超高压冲击条件下的材料回收实验有较高的实用价值。
研究了以硝基甲烷液体炸药作为冲击波发生源的准球面汇聚冲击波超高压回收装置。在该装置上 ,利用冲击波由金属球体表面向中心汇聚形成的高压 ,对样品进行了冲击处理 ;分析了回收的金属球体内、外破坏情况及金相组织变化。结果表明 :该装置产生的球面冲击波对称性较好 ,样品回收可靠性较高 ;金属球体中心附近压力超过 2 0 7GPa ;对进行超高压冲击条件下的材料回收实验有较高的实用价值。
2001, 21(2): 144-149.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0144-6
摘要:
复合射孔 防砂技术是世界首创的高难度完井技术。利用射孔弹装药爆轰和助推药爆燃的能量 ,在油层中射孔并把防砂材料推入射流打出的孔道 ,形成永久性防砂塞 ,两项作业在千分之几秒的瞬间完成。它把油井的射孔和防砂两项作业结合在一起 ,其工艺简单、操作方便、节省资金 ,并具有早期防砂、原地防砂 ,适应多种出砂地层 ,各种苛刻的施工条件 (如高温热采 )等特点 ,有巨大的经济效益和广阔的市场前景。
复合射孔 防砂技术是世界首创的高难度完井技术。利用射孔弹装药爆轰和助推药爆燃的能量 ,在油层中射孔并把防砂材料推入射流打出的孔道 ,形成永久性防砂塞 ,两项作业在千分之几秒的瞬间完成。它把油井的射孔和防砂两项作业结合在一起 ,其工艺简单、操作方便、节省资金 ,并具有早期防砂、原地防砂 ,适应多种出砂地层 ,各种苛刻的施工条件 (如高温热采 )等特点 ,有巨大的经济效益和广阔的市场前景。
2001, 21(2): 150-156.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0150-7
摘要:
用高速阴影摄影技术研究了爆轰加载下K9玻璃样品中波的传播和压缩区内损伤破坏的物理图象和规律。实验中观测到冲击波阵面后有一个移动速度为 2 .1～ 2 .2mm/ s的黑色阴影区边界 ,即失效波 (Fail urewave) ;实验发现只有当冲击载荷接近材料的HEL时 ,在冲击波和失效波之间的区域才有少量的微裂纹成核和长大 ,而在冲击载荷较低时却没有观察到 ;同时实验中观测到失效波萌生于被撞击面 ,并在两块玻璃的交界面上观测到失效波的再生。这些结果表明失效波的产生基本与冲击相变无关 ,主要与玻璃样品表面的初始损伤有关 ,换言之 ,失效波是玻璃样品表面微裂纹在冲击波作用下失稳扩展造成的。
用高速阴影摄影技术研究了爆轰加载下K9玻璃样品中波的传播和压缩区内损伤破坏的物理图象和规律。实验中观测到冲击波阵面后有一个移动速度为 2 .1～ 2 .2mm/ s的黑色阴影区边界 ,即失效波 (Fail urewave) ;实验发现只有当冲击载荷接近材料的HEL时 ,在冲击波和失效波之间的区域才有少量的微裂纹成核和长大 ,而在冲击载荷较低时却没有观察到 ;同时实验中观测到失效波萌生于被撞击面 ,并在两块玻璃的交界面上观测到失效波的再生。这些结果表明失效波的产生基本与冲击相变无关 ,主要与玻璃样品表面的初始损伤有关 ,换言之 ,失效波是玻璃样品表面微裂纹在冲击波作用下失稳扩展造成的。
2001, 21(2): 157-160.
doi: 10.11883/1001-1455(2001)02-0157-4
摘要:
介绍了用于抗爆试验研究的90 0带软硬环的土平面波加载器的研制过程、静力与动力验证试验。由于采用了软硬环试验箱体以保证箱体的轴向柔性及径向刚性技术 ,验证性试验比较好地模拟了介质的一维平面应变运动。验证性试验结果表明该试验装置得到了预期的设计要求。
介绍了用于抗爆试验研究的90 0带软硬环的土平面波加载器的研制过程、静力与动力验证试验。由于采用了软硬环试验箱体以保证箱体的轴向柔性及径向刚性技术 ,验证性试验比较好地模拟了介质的一维平面应变运动。验证性试验结果表明该试验装置得到了预期的设计要求。
