2005年 25卷 第4期
2005, 25(4): 289-295.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0289-07
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本文被引
摘要:
主要讨论了钢筋混凝土板-钢板中箍筋、纵向钢筋和钢板对弹体贯穿过程的影响。根据钢筋混凝土板-钢板多阶段变形与破坏和能量在时间、空间上的分配差异，提出了钢筋混凝土板-钢板的变形与破坏模型，确定了箍筋和钢板对弹体的阻力公式，并将纵向钢筋网等价为薄钢板厚度，从而给出了弹体和贯穿块的运动方程。并通过与弹体贯穿混凝土板过程中弹体的加速度、速度、位移的对比，说明了钢筋混凝土板-钢板中各联系件对弹体在介质贯穿过程中位移场的影响。
主要讨论了钢筋混凝土板-钢板中箍筋、纵向钢筋和钢板对弹体贯穿过程的影响。根据钢筋混凝土板-钢板多阶段变形与破坏和能量在时间、空间上的分配差异，提出了钢筋混凝土板-钢板的变形与破坏模型，确定了箍筋和钢板对弹体的阻力公式，并将纵向钢筋网等价为薄钢板厚度，从而给出了弹体和贯穿块的运动方程。并通过与弹体贯穿混凝土板过程中弹体的加速度、速度、位移的对比，说明了钢筋混凝土板-钢板中各联系件对弹体在介质贯穿过程中位移场的影响。
2005, 25(4): 296-302.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0296-07
摘要:
基于连续介质力学和不相融混合物理论，假定组分间无相对运动，采用B-W-N-B有效应力准则，在屈服面中引入孔隙影响因子，提出了一种多孔含水介质流固耦合的本构模型，并给出了孔隙的演化方程，对水饱和凝灰岩介质中的爆炸应力波传播作了数值模拟。数值计算给出的应力波形与实测结果有良好的一致性。采用本文中所述流固耦合本构模型，可很好地预测水饱和岩石中爆炸波的演化规律。
基于连续介质力学和不相融混合物理论，假定组分间无相对运动，采用B-W-N-B有效应力准则，在屈服面中引入孔隙影响因子，提出了一种多孔含水介质流固耦合的本构模型，并给出了孔隙的演化方程，对水饱和凝灰岩介质中的爆炸应力波传播作了数值模拟。数值计算给出的应力波形与实测结果有良好的一致性。采用本文中所述流固耦合本构模型，可很好地预测水饱和岩石中爆炸波的演化规律。
2005, 25(4): 303-308.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0303-06
摘要:
探索了一维平面磁驱动发射飞片的实验技术，实现了在一个样品上同时发射两个不同厚度的飞片，并利用VISAR测试技术同时获得了两个飞片自由面完整的速度历史。其中在回路放电峰值电流密度为823 kA/cm的情况下，在上升前沿2 s内将厚度为0.38 mm、直径为4 mm的铝飞片发射到1.5 km/s，作用在飞片上的最大磁压力为4.25 GPa。显微分析发现，在飞片速度较高的情况下，飞片与镗孔底部剪切破坏的断口上，由于凝固过程中过冷度大有非晶等现象出现。进一步促进了磁驱动等熵加载、发射飞片实验技术、物态方程研究的开展。
探索了一维平面磁驱动发射飞片的实验技术，实现了在一个样品上同时发射两个不同厚度的飞片，并利用VISAR测试技术同时获得了两个飞片自由面完整的速度历史。其中在回路放电峰值电流密度为823 kA/cm的情况下，在上升前沿2 s内将厚度为0.38 mm、直径为4 mm的铝飞片发射到1.5 km/s，作用在飞片上的最大磁压力为4.25 GPa。显微分析发现，在飞片速度较高的情况下，飞片与镗孔底部剪切破坏的断口上，由于凝固过程中过冷度大有非晶等现象出现。进一步促进了磁驱动等熵加载、发射飞片实验技术、物态方程研究的开展。
2005, 25(4): 309-312.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0309-04
摘要:
为了在水下爆炸效应中反映出非理想爆轰特性的影响，建立了含铝炸药非理想爆轰能量释放的简化模型。该模型以CJ爆轰理论和二次反应理论为基础，把含铝炸药化学反应划分为快速反应和慢速反应，以释放的化学能和慢反应速率常数作为非理想特征参数，并应用于一维数值模拟。计算结果与基本实验结果一致，冲击波峰值的计算误差不大于10％，衰减时间常数的误差小于5％，冲击波能与实验值也具有良好的一致性。简化模型合理地描述了含铝炸药非理想爆轰的主要过程及非理想特性，可应用于含铝炸药的设计和爆炸效应的分析。
为了在水下爆炸效应中反映出非理想爆轰特性的影响，建立了含铝炸药非理想爆轰能量释放的简化模型。该模型以CJ爆轰理论和二次反应理论为基础，把含铝炸药化学反应划分为快速反应和慢速反应，以释放的化学能和慢反应速率常数作为非理想特征参数，并应用于一维数值模拟。计算结果与基本实验结果一致，冲击波峰值的计算误差不大于10％，衰减时间常数的误差小于5％，冲击波能与实验值也具有良好的一致性。简化模型合理地描述了含铝炸药非理想爆轰的主要过程及非理想特性，可应用于含铝炸药的设计和爆炸效应的分析。
2005, 25(4): 313-318.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0313-06
摘要:
利用LS-DYNA三维动力有限元程序对三点起爆的翻转型EFP形成过程及三个尾翼进行了数值模拟。计算结果与实验结果的比较表明：数值计算结果和实验结果吻合较好，可为弹丸优化设计提供重要参考依据。对药型罩材料分别选择Johnson-Cook和Steinberg两种本构模型进行了数值模拟。计算结果表明：药型罩材料的本构模型选取对形成的尾翼效果有一定影响，Steinberg本构模型与实验结果符合更好。
利用LS-DYNA三维动力有限元程序对三点起爆的翻转型EFP形成过程及三个尾翼进行了数值模拟。计算结果与实验结果的比较表明：数值计算结果和实验结果吻合较好，可为弹丸优化设计提供重要参考依据。对药型罩材料分别选择Johnson-Cook和Steinberg两种本构模型进行了数值模拟。计算结果表明：药型罩材料的本构模型选取对形成的尾翼效果有一定影响，Steinberg本构模型与实验结果符合更好。
2005, 25(4): 319-324.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0319-06
摘要:
考虑温度和损伤对材料参数的影响，计入温度和损伤对材料塑性变形发展的耦合作用，以本构关系的内变量理论为基础得到了热塑性本构关系的普适显式表达式以及增量形式的热塑性本构方程，结合在实际中有重要意义的内聚爆炸载荷作用下的球壳层裂问题，建立了含损伤热塑性球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。
考虑温度和损伤对材料参数的影响，计入温度和损伤对材料塑性变形发展的耦合作用，以本构关系的内变量理论为基础得到了热塑性本构关系的普适显式表达式以及增量形式的热塑性本构方程，结合在实际中有重要意义的内聚爆炸载荷作用下的球壳层裂问题，建立了含损伤热塑性球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。
2005, 25(4): 325-329.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0325-05
摘要:
用吉布斯自由能最小原理，通过解化学平衡方程组，求解PETN、RDX和HMX炸药爆轰产物系统的平衡组分，计算结果与用BKW和LJD方法计算的结果相近。用自编的程序从碳的石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相态中确定出炸药爆轰产物中游离碳更可能存在的相态，并用此相态计算碳的吉布斯自由能。以WCA状态方程作为爆轰气相产物的物态方程，对PETN、RDX和HMX炸药爆轰参数作了预言，爆轰CJ点的爆速、爆压和爆温的计算结果与实验值吻合得很好。
用吉布斯自由能最小原理，通过解化学平衡方程组，求解PETN、RDX和HMX炸药爆轰产物系统的平衡组分，计算结果与用BKW和LJD方法计算的结果相近。用自编的程序从碳的石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相态中确定出炸药爆轰产物中游离碳更可能存在的相态，并用此相态计算碳的吉布斯自由能。以WCA状态方程作为爆轰气相产物的物态方程，对PETN、RDX和HMX炸药爆轰参数作了预言，爆轰CJ点的爆速、爆压和爆温的计算结果与实验值吻合得很好。
2005, 25(4): 330-334.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0330-05
摘要:
介绍了高温分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验方法，建立了一套高温SHPB实验系统，利用该系统研究了温度对某种抗氢钢动态压缩力学性能的影响，实验温度最高达到1000 ℃，应变率为500～1000 s-1。仅对试件进行加温，并利用一套气动装置在加载前快速完成系统的组装，以尽量减小试件中温度分布的不均匀性。研究结果表明：该气动装置可以将加载前杆端与试件的完全接触时间控制在500 ms内；该抗氢钢的温度软化效应很明显，且温度敏感性随温度升高而下降。
介绍了高温分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验方法，建立了一套高温SHPB实验系统，利用该系统研究了温度对某种抗氢钢动态压缩力学性能的影响，实验温度最高达到1000 ℃，应变率为500～1000 s-1。仅对试件进行加温，并利用一套气动装置在加载前快速完成系统的组装，以尽量减小试件中温度分布的不均匀性。研究结果表明：该气动装置可以将加载前杆端与试件的完全接触时间控制在500 ms内；该抗氢钢的温度软化效应很明显，且温度敏感性随温度升高而下降。
2005, 25(4): 335-340.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0335-06
摘要:
基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究。基于爆炸地震能量守恒以及经验关系，提出了能够考虑装药量和爆距影响的爆炸地震波功率谱密度和幅值包络线模型，并且利用实测的爆炸试验数据，对模型参数进行标定，给出单点、两点（微差）和多点（微差）爆炸地震波实用模拟方法。结果表明模拟得到的爆炸地震波时程能够很好地再现爆炸地震波的一些特性。
基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究。基于爆炸地震能量守恒以及经验关系，提出了能够考虑装药量和爆距影响的爆炸地震波功率谱密度和幅值包络线模型，并且利用实测的爆炸试验数据，对模型参数进行标定，给出单点、两点（微差）和多点（微差）爆炸地震波实用模拟方法。结果表明模拟得到的爆炸地震波时程能够很好地再现爆炸地震波的一些特性。
2005, 25(4): 341-349.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0341-09
摘要:
为了建立高速弹体入水弹道的模型，利用数字式高速录像机实验研究了球形与普通手枪两种弹丸在三个入水角、六种发射速度下斜入水的水中弹道轨迹与空泡。实验结果表明，弹丸形状对入水弹道的稳定性有重要影响。球形弹丸在斜入水时弹道稳定性较好，而普通制式弹丸的弹道不稳定。在一定的入水角与速度范围内，球形弹丸入水初期弹道的空泡特性、弹道轨迹以及速度衰减规律具有一定的相似性。而对于水中速度随时间的衰减规律，则两种弹丸都具有一定的相似性，且表现出极强的速度衰减特性。给出了弹丸水中速度衰减规律的数学预报模型，并与实验结果进行了比较，理论结果与实验结果吻合较好。
为了建立高速弹体入水弹道的模型，利用数字式高速录像机实验研究了球形与普通手枪两种弹丸在三个入水角、六种发射速度下斜入水的水中弹道轨迹与空泡。实验结果表明，弹丸形状对入水弹道的稳定性有重要影响。球形弹丸在斜入水时弹道稳定性较好，而普通制式弹丸的弹道不稳定。在一定的入水角与速度范围内，球形弹丸入水初期弹道的空泡特性、弹道轨迹以及速度衰减规律具有一定的相似性。而对于水中速度随时间的衰减规律，则两种弹丸都具有一定的相似性，且表现出极强的速度衰减特性。给出了弹丸水中速度衰减规律的数学预报模型，并与实验结果进行了比较，理论结果与实验结果吻合较好。
2005, 25(4): 350-354.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0350-05
摘要:
为测量混凝土结构内的冲击波应力，研制了PVDF压力传感器；介绍了传感器的原理和设计思想，通过传感器的标定试验，得出传感器与混凝土介质匹配性能稳定，通过修正传感器灵敏度或采用将传感器打入包体标定的方法可减小应力测量误差；最后介绍了传感器在混凝土结构内药包爆炸应力波测试中的应用。
为测量混凝土结构内的冲击波应力，研制了PVDF压力传感器；介绍了传感器的原理和设计思想，通过传感器的标定试验，得出传感器与混凝土介质匹配性能稳定，通过修正传感器灵敏度或采用将传感器打入包体标定的方法可减小应力测量误差；最后介绍了传感器在混凝土结构内药包爆炸应力波测试中的应用。
2005, 25(4): 355-360.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0355-06
摘要:
建立了自燃液体推进剂运载火箭爆炸时地面残余推进剂蒸发模型和产生的有害气体在大气中的扩散模型，给出了N2O4/UDMH液体推进剂爆炸产生的地面推进剂残留量、推进剂污染区直径、大气环境中地面残余N2O4和UDMH推进剂蒸发速率等参数的实验结果。利用该理论模型对大型运载火箭发生意外爆炸事故产生的地面残余推进剂蒸发时间和形成的有害气体危害范围进行了估算。该理论模型可为航天发射场制定安全防护措施提供有用的评估方法。
建立了自燃液体推进剂运载火箭爆炸时地面残余推进剂蒸发模型和产生的有害气体在大气中的扩散模型，给出了N2O4/UDMH液体推进剂爆炸产生的地面推进剂残留量、推进剂污染区直径、大气环境中地面残余N2O4和UDMH推进剂蒸发速率等参数的实验结果。利用该理论模型对大型运载火箭发生意外爆炸事故产生的地面残余推进剂蒸发时间和形成的有害气体危害范围进行了估算。该理论模型可为航天发射场制定安全防护措施提供有用的评估方法。
2005, 25(4): 361-367.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0361-07
摘要:
基于大变形动力学微分方程并利用有限差分离散分析，研究了子弹撞击作用下固支浅圆拱的弹塑性动力响应。通过对响应不同时刻内力分布特征的分析，阐明了圆拱的响应模式和变形机制。研究表明，弹塑性响应过程可分为六个阶段。在响应早期，拱的变形以塑性弯曲挠动由撞击点向拱根部传播为主；在响应后期，则主要以轴力主导下的轴向拉伸变形为主。在高速撞击下，塑性弯曲挠动的不均匀性可以引起浅拱的反向弯曲变形。固支浅圆拱的动力响应对撞击速度的某个变化范围非常敏感，在此范围内，撞击速度的较小增加可以导致响应的很快增长，但动力响应随撞击速度连续变化，未发生突然的跳跃失稳。本文中计算结果同实验数据吻合较好。
基于大变形动力学微分方程并利用有限差分离散分析，研究了子弹撞击作用下固支浅圆拱的弹塑性动力响应。通过对响应不同时刻内力分布特征的分析，阐明了圆拱的响应模式和变形机制。研究表明，弹塑性响应过程可分为六个阶段。在响应早期，拱的变形以塑性弯曲挠动由撞击点向拱根部传播为主；在响应后期，则主要以轴力主导下的轴向拉伸变形为主。在高速撞击下，塑性弯曲挠动的不均匀性可以引起浅拱的反向弯曲变形。固支浅圆拱的动力响应对撞击速度的某个变化范围非常敏感，在此范围内，撞击速度的较小增加可以导致响应的很快增长，但动力响应随撞击速度连续变化，未发生突然的跳跃失稳。本文中计算结果同实验数据吻合较好。
2005, 25(4): 368-373.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0368-06
摘要:
分析了传统的分离式霍普金森压杆测试数据处理方法(二波法)及其他被提出的改进方法的误差及优缺点，给出了传统二波处理方法在不同被测材料情况下所带来的误差。分析结果表明，基于绝对时间下的试件应力及应变计算的三波处理法具有最好的可信度且能最大程度地避免数据处理过程中的人为因素。传统二波法在不同测试情况下均不是优选的方法。对于三波测试无法进行的情况，也提出了一种简化三波处理方法。
分析了传统的分离式霍普金森压杆测试数据处理方法(二波法)及其他被提出的改进方法的误差及优缺点，给出了传统二波处理方法在不同被测材料情况下所带来的误差。分析结果表明，基于绝对时间下的试件应力及应变计算的三波处理法具有最好的可信度且能最大程度地避免数据处理过程中的人为因素。传统二波法在不同测试情况下均不是优选的方法。对于三波测试无法进行的情况，也提出了一种简化三波处理方法。
2005, 25(4): 374-377.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0374-04
摘要:
介绍了大口径模拟导弹发射装置的设计思想、工作原理、装置的组成、达到的技术指标、主体结构及应用情况。
介绍了大口径模拟导弹发射装置的设计思想、工作原理、装置的组成、达到的技术指标、主体结构及应用情况。
2005, 25(4): 378-381.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0378-04
摘要:
为了准确预报爆炸成形弹丸的速度，提出了以药型罩中所有内部微元都变处于流动状态的时刻作为爆炸成形弹丸成形结束的标志，并因此得出药型罩自身变形时所消耗的变形能应与使整个药型罩都处于流动状态的熔化能相等。在此基础上利用能量守恒原理，建立了爆炸成形弹丸速度的计算公式，并通过试验和数值模拟验证。实验和计算结果表明，本文中所建立的爆炸成形弹丸速度的计算公式具有较好的工程实用价值。
为了准确预报爆炸成形弹丸的速度，提出了以药型罩中所有内部微元都变处于流动状态的时刻作为爆炸成形弹丸成形结束的标志，并因此得出药型罩自身变形时所消耗的变形能应与使整个药型罩都处于流动状态的熔化能相等。在此基础上利用能量守恒原理，建立了爆炸成形弹丸速度的计算公式，并通过试验和数值模拟验证。实验和计算结果表明，本文中所建立的爆炸成形弹丸速度的计算公式具有较好的工程实用价值。
2005, 25(4): 382-384.
doi: 10.11883/1001-1455(2005)04-0382-03
摘要:
用双灵敏度激光干涉测速技术测量了充电电压为18 kV的电炮加载下薄膜飞片自由面的速度历史。介绍了相关的实验装置及测量方法，给出了实验结果，并讨论了影响测速的一些关键技术。整个测速过程约为1.6 s，最终速度为6.7 km/s。
用双灵敏度激光干涉测速技术测量了充电电压为18 kV的电炮加载下薄膜飞片自由面的速度历史。介绍了相关的实验装置及测量方法，给出了实验结果，并讨论了影响测速的一些关键技术。整个测速过程约为1.6 s，最终速度为6.7 km/s。
