密闭环境下含铝炸药爆炸场温度与压力特征

通过对不同铝粉质量分数的炸药爆炸场温度、压力参数的测量,研究了在密闭条件下,炸药爆炸场温度、压力的响应特征及响应规律。结果表明,在密闭条件下,含铝炸药爆炸场温度高于理想单质炸药,铝粉质量分数的增加可提高爆炸场温度及延长温度持续时间。当铝粉质量分数为40%时,爆炸温度出现最大值,其值大约在850℃左右。相比之下,含铝炸药的爆炸场压力虽远不及理想单质炸药,但当铝粉质量分数为40%时,其超压存在一个较大值。     

爆炸荷载下钢管混凝土墩柱柱面压力分布研究

通过两次TNT药量分别为3 kg和50 kg的大比例钢管混凝土墩柱静爆试验,1次TNT药量为50 kg的自由场静爆试验,获得了钢管混凝土墩柱柱面爆炸荷载的压力分布规律,对比研究了各经验公式(入射压力、反射压力和正压持时等)的预测差异与适用性。结果表明:钢管混凝土墩柱迎爆面负压区及背爆面压力值较小,可忽略不计;钢管混凝土墩柱对迎爆面反射压力有一定影响,但对正压冲量影响较小;当比例距离z3 m/kg1/3时,球形爆炸波与半球形爆炸波入射压力的各预测公式结果近似,反射压力与入射压力的平均比值约为2.5;当比例距离z3 m/kg1/3时,反射压力与入射压力的比值变化率随比例距离的减小而增大;反射压力经验公式预测离散程度较大,Henrych公式和Chengqing Wu公式的预测结果偏小;整体上,采用TM5-1300预测作用在钢管混凝土墩柱上的各爆炸荷载特征参数较为合理。     

爆炸场压力测试多存少取技术研究

爆炸场压力信号测试过程中,现场干扰容易引起错误的系统触发导致测试失败。针对分布式存储测试系统,提出一种多存少取的测试技术。大容量的测试数据存储实现长时间的信号记录,可避免误触发引起的失效;标记并提取小容量的有效数据段,可改善数据传输和数据处理效率。设计并研制了一种基于多存少取技术的爆炸场地面压力测试系统,测试节点采样速率1 Msps、128 Gb数据存储、512 k W有效数据段提取,并具有Wi-Fi无线网络覆盖。     

外接触爆炸作用下大口径金属管道破坏效应实验研究

通过实验主要研究了炸药与大口径油气管道外接触爆炸的破坏效应。实验中用TNT对外径1016mm的X70钢管道进行实验,得出大药量与小药量的破坏效应完全不同。小药量与管道的外接触爆炸所产生的破坏效应与炸药与平面钢板的接触爆炸相类似,在装药与钢管接触处产生震落、凹坑或穿孔现象。较大量的TNT与管道的外接触爆炸,在其爆破部位将产生类似弹丸的飞片,飞片具有很大的动能,能够击穿另一侧管壁。     

外接触爆炸作用下大口径金属管道破坏效应实验研究

通过实验主要研究了炸药与大口径油气管道外接触爆炸的破坏效应。实验中用TNT对外径1016mm的X70钢管道进行实验,得出大药量与小药量的破坏效应完全不同。小药量与管道的外接触爆炸所产生的破坏效应与炸药与平面钢板的接触爆炸相类似,在装药与钢管接触处产生震落、凹坑或穿孔现象。较大量的TNT与管道的外接触爆炸,在其爆破部位将产生类似弹丸的飞片,飞片具有很大的动能,能够击穿另一侧管壁。     

爆炸荷载下大空间结构的冲击波压力场分布及泄爆措施研究

应用LS-DYNA有限元程序建立了模拟大空间结构室内爆炸的计算模型,并对大空间结构在爆炸荷载作用下的冲击波压力场进行了数值模拟计算。通过提取结构表面有限测点的冲击波超压并将其POD分解,解决了爆炸荷载的时空差异性问题,得到了大空间结构的爆炸冲击波压力场分布。研究了全封闭大空间结构和屋顶开洞结构的爆炸冲击波压力场分布规律,结果表明:柱壳和拱形屋顶等全封闭大空间结构在爆炸荷载作用下易于产生顶盖冲击波压力场积聚;合适的孔洞布置可有效泄爆;孔洞率相同的情况下,减小孔洞间阻挡材料的宽度可有效减小爆炸对结构的冲击作用。提出了大空间结构的防爆和泄爆措施。     

钢板混凝土复合梁在爆炸荷载作用下的损伤评估研究

为满足钢板混凝土复合梁爆炸损伤评估的实际需要,完成了钢板混凝土复合梁与钢筋混凝土梁承载性能的比较试验,研究了两种梁的承载性能与破坏特点,获得了二者的抗力试验曲线、抗弯变形限值及抗力函数。基于钢板混凝土复合梁的等效单自由度运动方程,采用数值求解方法,得出了评估其在爆炸荷载作用下破坏状态的超压-冲量（P-I）等损伤曲线。研究结果表明：钢板混凝土复合梁的承载力、变形限值、临界超压以及临界冲量比钢筋混凝土梁的都要高,前者的抗爆性能更好。     

水下爆炸荷载作用下圆柱结构反射压力解析计算方法研究

为助于桥梁、码头等近海结构的抗爆和防护设计,该文拟针对近海结构中常见的等截面圆柱结构,提出一种计算水下爆炸情况中冲击波作用下圆柱分布反射压力的高效解析算法。基于绕射波浪理论,该文根据水体状态方程和边界条件,在柱坐标系下通过分离变量法推导圆柱结构反射压力的时域解;通过数值模拟对比验证该文提出的反射压力时域解的计算精度,数值算例表明二者计算误差在工程允许范围内;基于考虑水体压缩性的时域子结构分析方法,通过对比该文提出的未考虑水体压缩性的解析方法,分析了水体压缩性对反射压力的影响。