带壳装药壳体厚度对混凝土爆破毁伤效果的影响

根据混凝土中爆炸冲击波初始压力经验公式和C-J爆轰理论,用AUTODYN软件对带壳装药在混凝土中爆炸进行数值模拟,计算了不同壳厚下爆炸冲击波的初始压力值,得到带壳装药混凝土中爆炸冲击波初始压力的拟合公式,分析了冲击波初始压力随壳体厚度与装药半径比的变化规律.另外,从爆炸能量和爆炸冲击波的比冲量两个角度分别研究了壳体厚度对混凝土毁伤效果的影响.结果表明:当壳厚为0.5 ～2 mm时,爆坑体积较裸装药时增大,毁伤效果也较好;但当壳厚大于2 mm时,爆坑体积逐渐变小,毁伤效果也将变差.     

带壳装药爆炸毁伤混凝土的数值模拟

为研究壳体对混凝土毁伤效果的影响规律,运用AUTODYN-2D对裸装药和不同厚度钢壳装药爆炸毁伤混凝土进行了数值模拟,结果表明,裸装药爆炸毁伤混凝土后的有效破坏区半径R2值比薄壳体时的小,但比较厚钢壳体时的大,这与试验结果吻合.壳体的存在对于最终毁伤效果的影响,视钢壳体的厚度而定.     

带壳装药在多层介质中爆炸的数值模拟研究

带壳装药在多层介质中爆炸,涉及到炸药与壳体、炸药与多层介质、壳体与多层介质等之间的相互作用,以及冲击波在多层介质中的传播和衰减,是一个极其复杂的作用过程.所述的多层介质由土壤、混凝土和空气组成.用数值模拟的方法研究了裸露装药和带壳装药在多层介质中爆炸的全过程.在数值模拟中引入了ALE算法,可避免物质的大变形引起的单元畸变和计算困难.研究了壳体的变形规律,对比分析了裸露装药和带壳装药对多层介质的破坏作用,得出了壳体对装药爆破作用效果的影响.     

球缺型EFP毁伤混凝土墙试验与数值仿真研究

为深入研究混凝土类目标在聚能装药作用下的侵彻效应和毁伤机理,设计一种大口径Φ120 mm球缺型EFP聚能装药,开展不同炸高下毁伤大尺寸混凝土墙试验。基于修正参数的RHT模型进行数值仿真,仿真结果与试验数据的最大相对误差为9.8%,表明RHT模型的修正效果较好,数值模型可靠。在此基础上,分析炸高对毁伤效果的影响,并对EFP侵彻体与爆炸冲击波的联合毁伤元特性进行研究。结果表明：所设计的EFP聚能装药毁伤混凝土墙时,能够形成具有较大直径和深度的漏斗坑;炸高为20～60 cm时,随着炸高的增大,漏斗坑直径逐渐减小,漏斗坑深度呈先减小再增大再减小,并逐渐稳定的趋势;炸高为20 cm(1.67倍装药直径)时,能够获得直径和深度都较大的漏斗坑,此时漏斗坑直径为6.83倍装药直径,漏斗坑深度为2.30倍装药直径;EFP侵彻对漏斗坑的形成起主导作用,在一定炸高范围内,爆炸冲击波对漏斗坑直径有增大作用,其与EFP侵彻体的耦合能够在一定程度上提高漏斗坑深度。     

混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性评估

为研究混凝土墩体在聚能侵彻体作用下的易损性,采用试验与数值模拟相结合的方法对混凝土墩体在杆式射流(jetting projectile charge, JPC)和爆炸成型弹丸(explosively formed projectile, EFP)两种聚能侵彻体作用下的易损性进行了评估。结果表明：当聚能侵彻体打击混凝土墩体顶面或侧面时,会形成近似圆形或带缺口的近似椭圆形的毁伤区域,打击位置越靠近毁伤区域中心,墩体毁伤越严重;聚能侵彻体垂直打击墩体顶面或沿水平方向打击墩体侧面时,毁伤区域的中心分别与墩体顶面中心和侧面的几何中心重合;斜上方打击墩体侧面时,JPC和EFP对应的毁伤区域中心分别下移约27.8 cm和28.2 cm;斜下方打击墩体侧面时毁伤区域中心分别上移约26.5 cm和28.7 cm;沿水平方向打击墩体侧面时,更易使墩体出现重度毁伤;相同打击条件下,JPC对混凝土墩体的毁伤效果优于同口径装药的EFP。     

混凝土中多点同步爆炸能量聚集效应分析

根据混凝土中C-J爆轰理论,用AUTODYN软件分别对1、2、4、5点装药在混凝土中的同步爆炸进行了数值模拟。通过数值仿真所得数据,分别从爆炸应力波和爆炸能量角度研究了多点爆炸能量聚集效应。结果表明:在相同装药当量条件下,多点爆炸应力波在装药对称位置发生相互作用压力叠加,造成混凝土变形能密度及内能密度较单点爆炸时显著下降,提高了装药的能量利用率,从而导致多点起爆毁伤区域较单点爆炸时增大。另外,由无量纲分析建立了较合理的能量耦合系数模型,为混凝土中多点爆炸毁伤效果提供理论依据。     

装药参数影响钢筋混凝土柱毁伤效应的试验与数值仿真研究

装药参数是影响近爆作用下钢筋混凝土构件毁伤效应的重要因素,研究不同装药参数对构件毁伤的影响规律,对改进战斗部设计、优化火力打击方案具有指导意义。采用长径比为5.5、装药质量为10 kg、轴线与柱轴线方向平行的圆柱形装药,在比例距离■处开展了钢筋混凝土单层排架结构厂房的支撑柱的近爆毁伤试验,并设置了球形装药的对比试验。试验结果表明：圆柱形装药的毁伤效果强于球形装药,试验数据验证了数值仿真模型的可靠性。以圆柱形装药的长径比、炸高、药量和作用距离为研究因素,为各因素分别确定3个水平,利用正交模拟试验法设计并获得9种不同装药参数工况下钢筋混凝土的爆炸毁伤仿真结果,分析得到了圆柱形装药参数对钢筋混凝土柱毁伤效应的影响规律：圆柱形装药的药量对毁伤程度影响最大,长径比的影响次之,炸高对毁伤程度的影响最小;当4.5≤L/D≤6.5时,装药长径比越大对构件的毁伤效应越大;当炸高分别为1/4、1/2和3/4柱高度时,装药在1/4柱高位置处爆炸对支撑柱的毁伤效果最佳。     

装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了带壳装药在土壤层中在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波,在上层半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律.模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,能够为提高装药结构威力设计提供一定参考依据.     

水下爆炸载荷作用下加筋圆柱壳结构弹塑性动力响应研究

以加筋圆柱壳模型为分析对象,应用MSC—DYTRAN非线性瞬态有限元分析软件建立水下爆炸载荷作用下流固耦合数值分析模型,对冲击因子为1.1的典型试验工况进行数值模拟,分析了加筋圆柱壳在爆炸载荷作用下的破坏机理,并将数值计算结果与试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性和有效性,进一步通过大量数值试验,分析了爆炸攻角、模型浸深对加筋圆柱壳弹塑性响应的影响,最后对气泡脉动载荷的二次毁伤效应进行了探讨。数值结果表明：同等当量炸药在相同爆距、相同浸深下,90°攻角总是最危险的爆炸角度,0°攻角与其他攻角相比,毁伤效果总是最小;模型浸深对结构的响应影响显著,模型浸深愈深,毁伤程度愈严重;当考虑气泡脉动载荷后,对于结构具有二次破坏作用,在相同药量相同爆距下、不同浸深下的二次破坏效果并不相同,呈现出浸深愈大,二次破坏效果愈显著的现象。     

制导炸弹水平侵彻爆炸作用下混凝土重力坝毁伤效应数值仿真

在综合考虑射弹的冲击侵彻作用、破碎弹壳爆炸能损耗、侵彻孔洞对爆轰产物的影响等因素的基础上,通过对制导炸弹GBU-28水平侵彻混凝土重力坝爆炸全过程的三维数值仿真,研究了混凝土重力坝在射弹侵彻爆炸下的动态响应及破坏效应.计算结果表明:侵彻爆炸的毁伤效应主要表现为坝体的局部破坏效应,而且呈现以爆炸作用为主侵彻作用为辅的破坏特征.细长弹药的侵彻爆炸破坏范围的增长主要体现在垂直弹轴方向.     

单个装药混凝土爆破毁伤效果敏感性分析

探究装药类型、壳体厚度、装药量和起爆深度等4个主要因素对混凝土爆破毁伤效果的贡献大小,以此确定较敏感或最敏感因素,提高混凝士中爆破毁伤效果。以单个装药在混凝土中爆破为背景,在正交试验优化组合基础上借助AUTODYN数值模拟软件对爆破毁伤效果的影响因素进行了敏感性分析。研究结果表明。不同影响因素对爆破毁伤效果的敏感性具有较大的差异,4个因素对爆坑体积的敏感性作用从大到小依次为:起爆深度、装药量、装药类型、壳体厚度。最后,利用量纲分析法建立了多因素作用下爆坑体积的数学理论模型,说明由正交试验方法得出的敏感性结果较为合理。     

碳纤维壳体壁厚对陶瓷球初速及性能的影响?

为控制低附带毁伤战斗部中杀伤元的杀伤范围及杀伤威力,研究战斗部壳体厚度对初速及性能的影响。将炸药与陶瓷球混合构成新型复合装药结构,采用LS-DYNA软件对不同壁厚的战斗部进行数值模拟,从中筛选出壁厚为2、4、6 mm的壳体,进行静爆试验。对比分析得出,仿真与试验结果规律吻合较好,陶瓷球的初速与壳体厚度线性相关。相同装药结构中,随着壳体厚度的变化,爆轰瞬间,陶瓷球的初速、强度、毁伤效能等均有相应变化。可适当调节壳体壁厚来控制陶瓷球的初速。     

多层介质中装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

阐述的多层介质由半无限的混凝土、土壤层和岩石层组成。采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了多层介质中带壳装药在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波在半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律。模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,为提高装药结构威力设计提供了参考依据。     

多层介质中装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

阐述的多层介质由半无限的混凝土、土壤层和岩石层组成。采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了多层介质中带壳装药在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波在半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律。模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,为提高装药结构威力设计提供了参考依据。     

一种新型聚能装药穿墙装置的设计与实验

针对反恐维稳行动中快速破除墙体障碍物的问题,提出了利用小型穿墙弹和水压爆破组合式拆除方法。对单发穿墙弹的质量比、装药形状、药型罩壁厚等进行了设计优化,并进行了单发穿墙弹和水压爆破的组合实验,得出了爆破后的穿墙效果。实验证明,利用穿墙弹和水压爆破相结合的方式能实现对一定厚度混凝土墙体的瞬间破除。     

超声波CT在混凝土爆炸损伤中的应用

在高强度混凝土爆炸前后,利用超声波CT成像技术,进行声波测试并生成CT图像,可以比较完整地反映混凝土的内部损伤及其变化.实验结果表明,波速的变化能良好的表征混凝土的损伤;药包爆炸后,主要在炮孔周围及其下部造成损伤,其中炮孔下部的损伤度较大,底部则受到压密作用,波速增大.     

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

为研究异型头弹丸半侵彻金属靶的侵深特性,基于量纲方法对影响侵深的主控因素进行了分析,采用弹道枪加载和LS-DYNA软件对异型头弹丸半侵彻金属靶的作用过程进行了试验和数值模拟研究,分析了异型头弹丸结构、弹丸初速、靶板厚度等因素对侵彻深度的影响规律,获得了侵深随弹丸初速以及靶板厚度的变化曲线。研究结果表明,弹丸初速和靶板厚度是影响侵彻深度的关键因素,并拟合得到了弹丸初速和靶板厚度综合影响下的半侵彻侵深经验公式。研究结果可为半侵彻作用的研究及新型侵彻的工程计算方法等提供参考。