2007年 27卷 第5期
2007, 27(5): 385-389.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0385-05
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本文被引
摘要:
为了提高航空人/椅救生系统穿盖的成功率和降低飞机复杂性，提出了微爆索（MDC）线性切割技术在穿盖弹射系统中的应用。设计了一系列不同类型的微爆索，对航空有机玻璃（PMMA）平板元件的切割过程进行了实验研究，确定了微爆索的金属药型罩材质、炸药类型和装药线密度范围。观测了层裂现象，得到了切割深度与装药量的关系。采用非线性动态分析程序LS-DYNA对切割过程进行了数值模拟,观察到了层裂现象。数值模拟得到的PMMA的切割深度与装药线密度的关系，与实测得到的结果基本吻合。
为了提高航空人/椅救生系统穿盖的成功率和降低飞机复杂性，提出了微爆索（MDC）线性切割技术在穿盖弹射系统中的应用。设计了一系列不同类型的微爆索，对航空有机玻璃（PMMA）平板元件的切割过程进行了实验研究，确定了微爆索的金属药型罩材质、炸药类型和装药线密度范围。观测了层裂现象，得到了切割深度与装药量的关系。采用非线性动态分析程序LS-DYNA对切割过程进行了数值模拟,观察到了层裂现象。数值模拟得到的PMMA的切割深度与装药线密度的关系，与实测得到的结果基本吻合。
2007, 27(5): 390-397.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0390-08
摘要:
不同速度范围内的A3钢钝头弹撞击45钢靶板分别表现为泰勒撞击、向日葵型花瓣帽形失效和靶板冲塞穿甲等3种不同的破坏模式，利用LS-DYNA对这种复杂的破坏机理和相应的影响因素进行了数值模拟研究。采用Johnson-Cook强度模型和累积损伤失效模型描述弹靶材料的力学性能，并考虑了塑性变形的绝热温升效应。数值模拟再现了不同破坏模式的失效过程，得到了与实验一致的结果。研究还指出，弹靶的冲塞穿甲实际是在高速撞击下，弹体发生花瓣帽形变形失效后继续穿甲靶板的后续结果。
不同速度范围内的A3钢钝头弹撞击45钢靶板分别表现为泰勒撞击、向日葵型花瓣帽形失效和靶板冲塞穿甲等3种不同的破坏模式，利用LS-DYNA对这种复杂的破坏机理和相应的影响因素进行了数值模拟研究。采用Johnson-Cook强度模型和累积损伤失效模型描述弹靶材料的力学性能，并考虑了塑性变形的绝热温升效应。数值模拟再现了不同破坏模式的失效过程，得到了与实验一致的结果。研究还指出，弹靶的冲塞穿甲实际是在高速撞击下，弹体发生花瓣帽形变形失效后继续穿甲靶板的后续结果。
2007, 27(5): 398-404.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0398-07
摘要:
设计了两种结构的爆炸去磁脉冲功率发生器：炸药透镜平面波冲击加载圆柱形磁体和中心装药冲击加载圆环形磁体，磁体材料都采用Nd2Fe14B永磁体。进行了爆炸冲击加载实验，测量了爆炸去磁脉冲发生器的输出电流、电压以及Nd2Fe14B永磁体中的冲击波速度。通过对爆炸去磁脉冲功率发生器基本原理的分析，建立了感生电动势的理论计算方法。用Maxwell 3D电磁场分析软件，对Nd2Fe14B永磁体进行了静磁场分析，给出了Nd2Fe14B永磁体的磁场强度分布规律。实验结果表明：爆炸去磁脉冲功率发生器每匝线圈能够产生约67 V的感生电动势,对于0.56 H的电感负载能够输出脉宽78.3 s、峰值1 212 A的脉冲电流。
设计了两种结构的爆炸去磁脉冲功率发生器：炸药透镜平面波冲击加载圆柱形磁体和中心装药冲击加载圆环形磁体，磁体材料都采用Nd2Fe14B永磁体。进行了爆炸冲击加载实验，测量了爆炸去磁脉冲发生器的输出电流、电压以及Nd2Fe14B永磁体中的冲击波速度。通过对爆炸去磁脉冲功率发生器基本原理的分析，建立了感生电动势的理论计算方法。用Maxwell 3D电磁场分析软件，对Nd2Fe14B永磁体进行了静磁场分析，给出了Nd2Fe14B永磁体的磁场强度分布规律。实验结果表明：爆炸去磁脉冲功率发生器每匝线圈能够产生约67 V的感生电动势,对于0.56 H的电感负载能够输出脉宽78.3 s、峰值1 212 A的脉冲电流。
2007, 27(5): 405-410.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0405-06
摘要:
为了深入研究爆破地震波特性，应用小波变换方法对具有短时非平稳特点的爆破振动信号进行了能量分布特征分析。根据小波变换的时-频特性和分层分解展开关系，将爆破振动时间历史信号用分层重构信号进行扫描，应用这些信号得到了不同频率带上爆破振动的相对能量分布和振动强度的时间变化规律。爆破振动信号实测结果分析表明，基于小波变换的能量分布特征分析可以更准确地给出爆破振动信号的细节信息。研究结果为分析爆破振动结构安全性提供了新的途径。
为了深入研究爆破地震波特性，应用小波变换方法对具有短时非平稳特点的爆破振动信号进行了能量分布特征分析。根据小波变换的时-频特性和分层分解展开关系，将爆破振动时间历史信号用分层重构信号进行扫描，应用这些信号得到了不同频率带上爆破振动的相对能量分布和振动强度的时间变化规律。爆破振动信号实测结果分析表明，基于小波变换的能量分布特征分析可以更准确地给出爆破振动信号的细节信息。研究结果为分析爆破振动结构安全性提供了新的途径。
2007, 27(5): 411-415.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0411-05
摘要:
介绍了使用PVDF(polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙烯)应力计的应力直接测量技术。在SHPB装置上进行自制PVDF应力计动态压电系数的标定实验，分析了应力集中、横向泊松效应、摩擦效应对PVDF应力计信号及动态压电系数的影响。用PVDF应力计进行了混凝土的冲击压缩实验。利用混凝土前后端面PVDF应力计信号分析了实验过程中混凝土试样的应力均匀性。与应变计直测应变技术相结合得到了混凝土的动态应力-应变关系。
介绍了使用PVDF(polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙烯)应力计的应力直接测量技术。在SHPB装置上进行自制PVDF应力计动态压电系数的标定实验，分析了应力集中、横向泊松效应、摩擦效应对PVDF应力计信号及动态压电系数的影响。用PVDF应力计进行了混凝土的冲击压缩实验。利用混凝土前后端面PVDF应力计信号分析了实验过程中混凝土试样的应力均匀性。与应变计直测应变技术相结合得到了混凝土的动态应力-应变关系。
2007, 27(5): 416-419.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0416-04
摘要:
研究了对实测侵彻过载数据进行低通滤波以确定侵彻刚体过载的方法，提出了临界截止频率的概念，确定了临界截止频率和相对应的刚体过载。由此方法确定的最大刚体过载值与半经验方法预示的最大刚体过载值符合较好。
研究了对实测侵彻过载数据进行低通滤波以确定侵彻刚体过载的方法，提出了临界截止频率的概念，确定了临界截止频率和相对应的刚体过载。由此方法确定的最大刚体过载值与半经验方法预示的最大刚体过载值符合较好。
2007, 27(5): 420-425.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0420-06
摘要:
研究了一种Euler-Lagrange耦合数值方法ghost-fluid Euler-Lagrange(GEL)方法，编写了GEL二维计算程序。其中Euler流场计算采用以SCB格式编制的二阶计算程序，Lagrange域计算采用DEFEL二维动力有限元程序。通过一维黎曼问题的计算结果与高精度PPM方法进行的比较，以及二维移动边界cylinder lift-off problem的计算结果与文献的对比，验证了GEL方法和本文程序的正确性。
研究了一种Euler-Lagrange耦合数值方法ghost-fluid Euler-Lagrange(GEL)方法，编写了GEL二维计算程序。其中Euler流场计算采用以SCB格式编制的二阶计算程序，Lagrange域计算采用DEFEL二维动力有限元程序。通过一维黎曼问题的计算结果与高精度PPM方法进行的比较，以及二维移动边界cylinder lift-off problem的计算结果与文献的对比，验证了GEL方法和本文程序的正确性。
2007, 27(5): 426-430.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0426-05
摘要:
基于对顺层岩质边坡的受力分析，在极限平衡理论的基础上，应用Mohr-Column准则，按照Bishop关于边坡稳定性安全系数的定义，推导出在爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性安全系数的计算方法。通过算例分析，证实了计算方法的可行性,说明了爆破振动拟静力系数同顺层边坡安全系数的关系。研究结果表明，垂直向下、水平指向坡外的爆破振动荷载以及两者的联合爆破荷载对边坡稳定性安全系数的影响最大；爆破荷载拟静力系数从0起每增加0.05，爆破振动水平指向坡外和垂直向下时，层裂长度为12.76 m的顺层边坡安全系数分别减少7.801%～10.665%、1.366%～1.978%，无层裂的顺层边坡安全系数分别减少7.61%～10.546%、1.473%～2.289%。同时，爆破振动产生的层裂长度、边坡长度以及联合爆破荷载的方向对边坡稳定性也有影响。
基于对顺层岩质边坡的受力分析，在极限平衡理论的基础上，应用Mohr-Column准则，按照Bishop关于边坡稳定性安全系数的定义，推导出在爆破振动作用下顺层岩质边坡稳定性安全系数的计算方法。通过算例分析，证实了计算方法的可行性,说明了爆破振动拟静力系数同顺层边坡安全系数的关系。研究结果表明，垂直向下、水平指向坡外的爆破振动荷载以及两者的联合爆破荷载对边坡稳定性安全系数的影响最大；爆破荷载拟静力系数从0起每增加0.05，爆破振动水平指向坡外和垂直向下时，层裂长度为12.76 m的顺层边坡安全系数分别减少7.801%～10.665%、1.366%～1.978%，无层裂的顺层边坡安全系数分别减少7.61%～10.546%、1.473%～2.289%。同时，爆破振动产生的层裂长度、边坡长度以及联合爆破荷载的方向对边坡稳定性也有影响。
2007, 27(5): 431-437.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0431-07
摘要:
实验研究了舰船底部液舱双层板结构在水下爆炸作用下的动态响应问题。对舰船底部液舱模型在空载、半载和满载状态下进行了水下爆炸实验,测量了底部液舱外板和内板的壁压、加速度和动态应变等参数。在此基础上，分析了船体底部液舱外板和内板在水下爆炸作用下的响应特点，液舱满载时水下爆炸冲击波的透射作用和半载液舱飞溅载荷对内底的冲击作用等问题。
实验研究了舰船底部液舱双层板结构在水下爆炸作用下的动态响应问题。对舰船底部液舱模型在空载、半载和满载状态下进行了水下爆炸实验,测量了底部液舱外板和内板的壁压、加速度和动态应变等参数。在此基础上，分析了船体底部液舱外板和内板在水下爆炸作用下的响应特点，液舱满载时水下爆炸冲击波的透射作用和半载液舱飞溅载荷对内底的冲击作用等问题。
2007, 27(5): 438-444.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0438-07
摘要:
利用一级轻气炮对石灰岩试件进行冲击损伤实验，采用锰铜压力计对冲击波作用过程进行压力测试，对冲击后的试件进行声波探测和剖切观察，研究石灰岩冲击损伤与破碎特征。实验与分析结果表明，在飞片直径小于试件直径、试件自由面条件较好、碰撞压力在1~1.7 GPa的实验条件下，岩石试件的冲击损伤存在头部核心区、环状裂隙区、中部损伤区、底部破坏区的分区特性，且各区的损伤原理不同。软回收装置为试件的侧向和底部创造了良好的自由面条件，以致拉应力对岩石损伤起到了主导作用。最后用有限元软件LS-DYNA对岩石冲击过程进行数值模拟，分析岩石试件的冲击损伤作用，验证了实验结果的正确性。
利用一级轻气炮对石灰岩试件进行冲击损伤实验，采用锰铜压力计对冲击波作用过程进行压力测试，对冲击后的试件进行声波探测和剖切观察，研究石灰岩冲击损伤与破碎特征。实验与分析结果表明，在飞片直径小于试件直径、试件自由面条件较好、碰撞压力在1~1.7 GPa的实验条件下，岩石试件的冲击损伤存在头部核心区、环状裂隙区、中部损伤区、底部破坏区的分区特性，且各区的损伤原理不同。软回收装置为试件的侧向和底部创造了良好的自由面条件，以致拉应力对岩石损伤起到了主导作用。最后用有限元软件LS-DYNA对岩石冲击过程进行数值模拟，分析岩石试件的冲击损伤作用，验证了实验结果的正确性。
2007, 27(5): 445-450.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0445-06
摘要:
对钝化黑索今（RDX）、含铝炸药（RDX/Al）、一次引爆型燃料空气炸药（SEFAE）在爆炸容器和爆炸水池中爆炸波的能量输出结构进行了实验研究。用TVD格式数值模拟了带平板封头爆炸容器的内部爆炸载荷的分布规律。并对在不同爆炸载荷作用下，容器典型位置的应变进行了测量。结果表明：（1）密闭空间内，RDX/Al（90/10）和SEFAE体系具有后燃效应；（2）在本实验条件下，平板封头与罐体结合处的载荷最大；（3）SEFAE产生的爆炸载荷对容器的作用最小，钝化RDX和RDX/Al（90/10）两者相当。3种炸药产生应变的频谱相似，强度略有差别；（4）在本实验的条件下,爆炸载荷的结构不是应变增长的主要原因。
对钝化黑索今（RDX）、含铝炸药（RDX/Al）、一次引爆型燃料空气炸药（SEFAE）在爆炸容器和爆炸水池中爆炸波的能量输出结构进行了实验研究。用TVD格式数值模拟了带平板封头爆炸容器的内部爆炸载荷的分布规律。并对在不同爆炸载荷作用下，容器典型位置的应变进行了测量。结果表明：（1）密闭空间内，RDX/Al（90/10）和SEFAE体系具有后燃效应；（2）在本实验条件下，平板封头与罐体结合处的载荷最大；（3）SEFAE产生的爆炸载荷对容器的作用最小，钝化RDX和RDX/Al（90/10）两者相当。3种炸药产生应变的频谱相似，强度略有差别；（4）在本实验的条件下,爆炸载荷的结构不是应变增长的主要原因。
2007, 27(5): 451-454.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0451-04
摘要:
介绍了国外学者在复杂冲击波造成的非听力损伤评估研究中的一些新进展，并对几种不同评估技术的优缺点以及适用范围进行了分析。最大向内胸壁速度损伤评估法、有效峰值损伤评估法和injury软件损伤评估法是目前复杂冲击波对生物损伤评估中使用最广泛的方法。用有限元方法对复杂冲击波作用下的胸腔和腹腔器官响应机制和作用机理进行研究是今后研究的深入发展方向。
介绍了国外学者在复杂冲击波造成的非听力损伤评估研究中的一些新进展，并对几种不同评估技术的优缺点以及适用范围进行了分析。最大向内胸壁速度损伤评估法、有效峰值损伤评估法和injury软件损伤评估法是目前复杂冲击波对生物损伤评估中使用最广泛的方法。用有限元方法对复杂冲击波作用下的胸腔和腹腔器官响应机制和作用机理进行研究是今后研究的深入发展方向。
2007, 27(5): 455-460.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0455-06
摘要:
针对目前隧道掘进爆破设计多以人工设计并辅以CAD绘图而存在设计质量差、速度慢的不足，进行了爆破设计智能系统的组成和结构研究。按照爆破设计与施工所涉及的参数特点，应用软件工程、人工智能等方法，确定以知识库、数据库、推理机、人机交互系统和解释机构为隧道爆破设计智能系统的组成部分。创建了系统管理、参数智能计算、爆破数据、布孔设计、施工设计和施工信息管理等系统功能模块，并给出了爆破设计数据流程图。实现了掘进掌子面上炮孔的自适应布置。由此研制的智能系统能够完成传统、人工智能和完全智能3种方法的隧道爆破设计。隧道爆破实例的设计结果表明，采用本设计系统能够自动、准确、快速、高质量地获得炮孔布置、布孔说明、爆破命令等设计图表。
针对目前隧道掘进爆破设计多以人工设计并辅以CAD绘图而存在设计质量差、速度慢的不足，进行了爆破设计智能系统的组成和结构研究。按照爆破设计与施工所涉及的参数特点，应用软件工程、人工智能等方法，确定以知识库、数据库、推理机、人机交互系统和解释机构为隧道爆破设计智能系统的组成部分。创建了系统管理、参数智能计算、爆破数据、布孔设计、施工设计和施工信息管理等系统功能模块，并给出了爆破设计数据流程图。实现了掘进掌子面上炮孔的自适应布置。由此研制的智能系统能够完成传统、人工智能和完全智能3种方法的隧道爆破设计。隧道爆破实例的设计结果表明，采用本设计系统能够自动、准确、快速、高质量地获得炮孔布置、布孔说明、爆破命令等设计图表。
2007, 27(5): 461-467.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0461-07
摘要:
通过现场实验和数值模拟分析了软土地基在爆炸荷载作用下长期和瞬间的变形特性，分析了影响爆炸效果的主要因素和条形药包爆炸后冲击波的显著影响范围，并讨论了爆炸固结法处理软土地基的作用机理，表明该法具有加快固结速度的特点，有利于提高施工速度，缩短工期。
通过现场实验和数值模拟分析了软土地基在爆炸荷载作用下长期和瞬间的变形特性，分析了影响爆炸效果的主要因素和条形药包爆炸后冲击波的显著影响范围，并讨论了爆炸固结法处理软土地基的作用机理，表明该法具有加快固结速度的特点，有利于提高施工速度，缩短工期。
2007, 27(5): 468-472.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0468-05
摘要:
对导弹目标的功能、结构、毁伤机理进行了分析和研究，给出了导弹目标的毁伤级别、毁伤树以及各舱段的毁伤准则，在此基础上建立了导弹目标在破片式战斗部作用下的易损性评估模型，根据该模型对某导弹目标的易损性进行了计算，得到了该导弹的易损性与舱段易损特性、炸点相对目标的方位及距离的关系。
对导弹目标的功能、结构、毁伤机理进行了分析和研究，给出了导弹目标的毁伤级别、毁伤树以及各舱段的毁伤准则，在此基础上建立了导弹目标在破片式战斗部作用下的易损性评估模型，根据该模型对某导弹目标的易损性进行了计算，得到了该导弹的易损性与舱段易损特性、炸点相对目标的方位及距离的关系。
2007, 27(5): 473-476.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0473-04
摘要:
将SDQ307型工程射钉器改制成小型、廉价、可靠的冲击速度检测装置，结合光电技术测速，解决了低压力范围同轴自短路型冲击波速度传感器一致性和可靠性等动态参数先期检验难的问题。实测数据表明，用J5.616(黄色)大威力射钉弹作为冲击力驱动源时，测得(25.50.1) g钢质碰撞器的飞行速度为226.2 m/s；抽样6根同批次同轴冲击波速度传感器结果显示，预测的可靠性不低于66.67%，用标准差表示的一致性不大于1.14%。为准确测量爆轰和冲击压缩实验数据提供了一种有效的方法。
将SDQ307型工程射钉器改制成小型、廉价、可靠的冲击速度检测装置，结合光电技术测速，解决了低压力范围同轴自短路型冲击波速度传感器一致性和可靠性等动态参数先期检验难的问题。实测数据表明，用J5.616(黄色)大威力射钉弹作为冲击力驱动源时，测得(25.50.1) g钢质碰撞器的飞行速度为226.2 m/s；抽样6根同批次同轴冲击波速度传感器结果显示，预测的可靠性不低于66.67%，用标准差表示的一致性不大于1.14%。为准确测量爆轰和冲击压缩实验数据提供了一种有效的方法。
2007, 27(5): 477-480.
doi: 10.11883/1001-1455(2007)05-0477-04
摘要:
采用有限元数值计算方法，研究冷喷涂材料改性过程中铜粒子与铜基体非垂直碰撞的变形行为。针对单个粒子相同入射速度不同入射角度的碰撞条件，探讨粒子与基体的结合强度、侵彻深度以及绝热剪切失稳的发生条件。结果表明：随着粒子入射角度的增大，侵彻深度逐渐减少，粒子与基体的结合强度逐渐减弱。发生绝热剪切失稳的条件是入射速度的法向分量大于碰撞过程的临界速度。
采用有限元数值计算方法，研究冷喷涂材料改性过程中铜粒子与铜基体非垂直碰撞的变形行为。针对单个粒子相同入射速度不同入射角度的碰撞条件，探讨粒子与基体的结合强度、侵彻深度以及绝热剪切失稳的发生条件。结果表明：随着粒子入射角度的增大，侵彻深度逐渐减少，粒子与基体的结合强度逐渐减弱。发生绝热剪切失稳的条件是入射速度的法向分量大于碰撞过程的临界速度。
