地雷爆炸载荷下防爆复合结构的动态响应研究

在现代城市巷战及未来战争中，地雷和简易爆炸装置(IEDs)将对装甲车辆构成严重威胁.传统的车辆底部防爆结构设计需要进行大量试验，成本高昂且准备周期长，因此防爆结构抗地雷仿真计算成为目前研究的重点.本文建立了三种防爆复合结构的有限元模型，通过LS-DYNA软件的ALE方法模拟地雷爆炸载荷作用下不同结构参数设置的防爆复合结构的动态响应，获得后效板中心点变形的位移-时间曲线.开展了防爆复合结构台架试验，测量后效板中心点的变形量并与有限元仿真结果进行对比，结果表明，后效板中心点最大塑性变形的仿真结果与试验结果误差均小于20%,可以通过有限元仿真进一步预测地雷爆炸载荷作用下后效板的塑性变形，提高防爆结构设计的工作效率.     

防爆(暴)安检一族

走进第二届中国国际警用装备博览会暨技术交流会的会场——北京展览馆，大门处的安检门和X射线检查仪首先对记者进行检查，记者随身携带的枪弹工艺品被X射线检查仪记录了下来，显示在检查仪的屏幕上。读者不用担心，因为记者所携带的枪弹工艺品是要在《轻兵器》杂志社展台上使用的，所以安检人员当然会放记者进入会场。本届展会上，记者重点对防爆(暴)、安检产品进行“突击”。防爆产品指用于防止爆炸危险物一类的产品，如排爆机器人、排爆服、防爆毯、防爆罐以及排爆组合工具等。而防暴产品指用于防止暴力的产品，如防暴枪、防暴弹、防暴…     

典型防爆装备对TNT爆炸冲击波的防护性能

爆炸冲击波是炸药爆炸时产生的强间断载荷，是引起人体颅脑、肺部等含气器官组织直接损伤的主导危害。基于Q235钢钢材和复合材料+液体两种典型材质的防爆装备，开展多种TNT药量的静爆试验和数值计算，研究空爆(FAB)、钢制防爆罐(SEP)和柔性防爆罐(FEP)3种不同防护条件下冲击波传播衰减规律，分析SEP和FEP两种典型防爆装备的响应过程与防护机理，获得典型装备冲击波超压峰值削弱防护的经验模型。研究结果表明：SEP和FEP可以大幅度削弱内爆炸冲击波载荷，相较于同位置处的FAB,SEP可削弱冲击波超压峰值55.4%～66.3%,FEP可削弱超压峰值57.2%～77.7%,且过当量爆炸时FEP的冲击波防护能力明显高于SEP;分析SEP和FEP的主要防护机理均为绕射遮蔽作用，但FEP的顶盖显著增加了冲击波与结构作用时间，通过水的动量提取效应和不同波阻抗界面反射削弱逃逸冲击波强度，而SEP中的冲击波仅通过刚性材料反射消耗后迅速绕射逃逸；建立了SEP、FEP冲击波峰值超压削弱经验模型，与试验结果相比SEP、FEP削弱模型平均误差分别为2.4%和10.2%;得到的典型装备冲击波削弱规律及防护经验模型为...     

汽车起重机设计中CAD技术的应用

本文阐述了在汽车起重机设计中，根据起重机零件结构特征，结合机械设计自动化软件I－deas的功能，进行零件三维图形数据库设计的方法。     

爆炸冲击波作用下钢板-砂土组合防爆墙的实验研究

钢板-砂土组合防爆墙是一种有效、快捷的防护结构形式。针对该种组合结构进行了爆炸荷载作用下的抗爆特性试验研究,并结合国内外文献,着重研究了防爆墙结构上所承受的荷载,给出了荷载计算近似公式,为防爆墙设计计算提供参考依据。     

泡沫铝材料在防爆复合装甲板设计中的应用

介绍了闭孔泡沫铝在压缩状态下的重要力学性能表现,指出其在能量吸收领域和防爆领域具有潜在的应用前景,并给出了表征其在压缩状态下能量吸收性能的2个重要参量的计算方法.重点是对含有闭孔泡沫铝夹层的三明治防爆装甲板设计进行了论述,结合1个实例,给出了具体的设计方法,对于吸能型防爆复合结构的设计具有重要的指导作用.     

冲击载荷作用下多孔材料符合结构防爆理论计算

多孔材料具有减震和吸收冲击能量的特点，但是单一的多孔材料强度较低，为降低爆炸冲击载荷对结构的破坏，在混凝土墙壁或者两层装甲钢板中间添加一层或者几层多孔吸能材料（多孔聚氨酯、泡沫铝、铁等）构成多层复合抗爆结构，实现防爆和衰减冲击波的功能。当炸药爆炸驱动飞片高速冲击多层复合结构时，多孔材料产生塑性变形被压实。由于多孔材料冲击波阻抗很低，能够大大地削减应力波的强度。在这个过程中，飞片的冲击能量被减小，和单层结构相比，防爆能力被提高。为研究多层复合结构的防爆机理，应用冲击载荷下的材料动态本构关系，对冲击波在“钢板一多孔材料一钢板”3层介质中的传播规律和各层介质中的冲击载荷进行甘算，并对应力波在多孔材料复合结构中的衰减变化过程进行一维理论分析。     

舰载特种起重机吊重防摆神经网络PID柔顺控制

针对舰载特种起重机系统的吊重防摆控制问题,利用柔顺性的概念,提出了一种新的多变量神经网络PID控制算法,设计了舰载特种起重机神经网络PID力和位置混合控制器.控制起重机机械臂各关节平稳的跟踪给定轨迹,实现了起重机吊重在三维空间防摆的目的.控制系统仿真结果表明该算法是有效的.     

复合结构防爆罐抗爆特性的数值模拟

采用LS-DYNA显式非线动力有限元程序,数值模拟了内置柱壳/组簧和泡沫铝夹层的防爆罐在3 kg TNT爆炸载荷作用下的抗爆性能。结果表明:该防爆罐内壁面压力载荷呈现多次脉动特征。比冲量载荷经历数次阶跃上升。柱壳/组簧结构可以将爆炸能量更加均匀地传递给泡沫铝吸能夹层,在保证防爆罐内筒不发生塑性变形的前提下,可使泡沫铝的吸能效率显著提高。定量分析防爆罐内部各物质、各结构间的能量转化与吸收,表明泡沫铝夹层可通过卸载动能和透射应力波的形式较好吸收、转移内层钢板所获得的冲击能量。     

起爆药干法运输容器的研究

介绍了起爆药干法运输中防爆、抗爆容器的结构设计、材料选择、爆炸载荷压力峰值的估算、强度设计，减震、衰减介质的研制以及试验结果的验证等内容。     

火炸药粉尘爆炸最小点火能量的实验研究

建立了火炸药粉尘爆炸最小点火能量的测试系统，对电极间隙、放电回路中串联电阻、粉尘浓度等对最小点火能量的影响进行了实验研究和分析，得到部分火炸药粉尘云最小点火能量的测试结果。为确定用于火炸药危险场所电气设备的防爆形式和结构参数提供参考依据。     

防爆装备对TNT炸药爆炸强噪声的防护性能

爆炸强噪声是炸药爆炸过程中伴随的一种非致命毁伤元素，对人耳听器造成直接损伤危害。在分析爆炸强噪声感知及传播机理基础上，开展不同TNT药量爆炸噪声测试，研究裸爆（FAB）、柔性防爆罐（FEP）和钢制防爆罐（SEP）的爆炸强噪声声压/声压级传播规律，得到了两种防爆装备相对于裸爆时的爆炸强噪声防护性能。研究结果表明爆炸强噪声具有典型的低频率高声压/声压级特征：距爆心20~40 m，FAB、FEP、SEP峰值声压分别衰减约50%、52%和48%，峰值声压级分别衰减约5.7%、4.7%和4.9%；峰值声压/声压级传播历时Δt_FAB=Δt_SEP=Δt_FEP=0.057 s；FEP削弱峰值声压52%～93.5%，降低峰值声压级4.8%～9.1%，SEP削弱峰值声压24.6%～93%，降低峰值声压级1.4%～6.9%；将人耳损伤划分成4个等级，FAB以Ⅳ级和 Ⅲ级损伤为主，FEP以Ⅲ级、Ⅲ级向Ⅱ级过渡两种损伤为主，SEP以Ⅳ级向Ⅲ级损伤过渡、Ⅲ级两种损伤为主。     

爆炸冲击荷载下球形防爆波井结构动力响应分析

在国防工程中,球形防爆波井等结构需要承受外部爆炸冲击荷载。基于对球形防爆波井结构模型合理地简化．分析了其在外部爆炸冲击荷载下的动力响应,给出了动力响应时的位移和应力分布函数。     

半自动炮弹涂油机的设计

在炮弹外表面的定心部，弹带和结合部涂油是为包弹生产和修理中一道重工序，为改变我国一直采用的手工刷涂方式，我们研制了半自动炮弹涂油机。本文介绍了该机的机械传动系统，电气控制系统的设计以及该机的可靠性，维修性，安全防爆问题。     

导弹火工品通用防爆测试仪的设计与应用

针对导弹火工品测试现状及其存在的安全隐患问题,研究设计一种自动检测的导弹火工品通用防爆测试仪,介绍了测试仪的系统组成、测试原理和主要技术途径。测试仪采用计算机测控技术和数据采集技术设计自动测控电路,并通过电阻测量模块和引信测试模块实现火工品自动识别检测;采用VB语言开发测试界面,完成设备自检、火工品测试、数据处理、查询和帮助等功能。应用结果表明:测试仪功能齐全、操作简便、安全性高,很好地解决了导弹火工品的防爆测试问题。     

复合柔性结构防爆试验方法与判据研究

为快速妥善处置随机发现的爆炸物恐怖威胁,研究一种由高强高弹复合材料和混合液组成的复合柔性结构。对复合柔性结构的防爆效果提出基于5级人员伤害/防护等级的防爆判据和等效靶试验方法。建立复合柔性结构抗爆作用的等效试验平台,进行抗爆减爆效应对比试验,得到了人员防护等级与等效靶挠度之间的对应关系。获得的人员一级/二级防护等级下的抗爆判据可用于防爆装备设计与开发。     

重型炮弹自动称重技术

为解决在称重中的冲击和重心位置问题,确保称重的精度,采用一种自动机构和防爆电子秤方法。介绍专机构成和工作流程,通过找到防爆电子秤的链接和选择,找到合适的防爆电子秤进行称重。结果表明,专机机械机构对弹体定位的保证和称重机构与秤体托盘直接相连,能保证称重的精度和称得的值的准确,达到生产检验精度要求,实现重型弹体自动上弹称重。目前该技术已投入使用,效果良好。     

大口径防爆弹弹带挤进过程仿真与分析

防爆弹的弹带挤进过程是其在内弹道运动过程中的重要组成部分,弹带挤进时期的应力应变情况对提高火药气体密封、弹丸出膛初速等具有重要影响.根据Von Mises屈服准则,建立了防爆弹3D结构模型和材料模型看,利用显式动力学分析软件ANSYS/Explicit Dynamics对3D模型进行了有限元分析,得到挤进过程中弹带的应力集中区域和变形情况.根据受力平衡,计算了防爆弹动态挤进阻力.数值仿真实验结果为防爆弹弹带、身管设计提供了一定的理论依据.     

工业粉尘云爆炸下限的实验研究

通过对主要工业粉尘爆炸压力测定，发现粉尘爆炸下限与测试用点火具压力和燃烧持续时间有关。对于不同的粉尘，通过燃烧时间来判断爆炸下限对于工业粉尘防爆设计具有实际意义。     

桥式起重机定位和防摆的粒子群算法优化PID 控制

为使桥式起重机精确定位和快速消摆,设计了利用PSO算法优化PID参数的定位防摆控制器。通过在Matlab中编写PSO算法程序和连接Matlab与Simulink的调用函数程序,结合在Simulink中建立的起重机吊重系统模型,完成了PSO-PID控制器控制的吊重系统的仿真。通过仿真,起重机小车实现了无超调无静差的快速定位,吊重摆动也得到快速有效的抑制。仿真结果证明了该控制器的可行性和有效性。