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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
在飞机撞击安全壳事件中,撞击载荷和航油爆炸载荷是需要耦合考虑的两种载荷。当前主要关注于单一的飞机撞击载荷作用,缺乏撞击-爆炸载荷耦合作用的分析和影响比较。为研究耦合作用下安全壳结构的动力响应差异,并提出可行的数值模型,基于飞机和安全壳细致的动力数值模型进行了全过程的耦合分析。首先,以蒸气云爆炸的TNO多能法模型来定量表示航油爆炸载荷;并基于钢筋混凝土板抗爆、抗弹体撞击的数值模型试验,验证了RHT本构模型在不同载荷形式下的通用性;最后,采用精细化建模的A340-300大型商用飞机和某四代核反应堆安全壳模型,对比分析了单一载荷作用和撞击-爆炸耦合载荷作用下安全壳的位移时程和损伤分布规律。研究结果表明,在对安全壳进行飞机撞击评价时进行撞击-爆炸耦合载荷作用的分析是十分必要的。基于该研究模型,耦合载荷作用下的安全壳峰值位移响应比考虑单一载荷作用的位移增加了约27%。除此之外,安全壳的局部损伤破坏也有较大幅度的变化,与单一撞击载荷作用相比,耦合作用下损伤面积在机身撞击区域增加约142%,在引擎撞击区域增加约72.8%,且引擎撞击局部区域的损伤程度大幅增加。  相似文献   

2.
假设流体无粘且无旋,计及流体中的气穴现象,采用谱单元方法建立水下爆炸瞬态流固耦合的三维数值模型,探讨了水下爆炸瞬态流固耦合作用的机理,用经典的平板冲击问题对数值模型进行验证,数值结果与解析解吻合良好,并根据数值结果绘制了流体中的气穴区域,对气穴效应进行分析,分析显示,气穴效应会对结构响应产生很大影响,在计算中应予以考虑。基于本文建立的数值模型,在不同网格细化的条件下,分别采用谱单元方法和有限元方法对弹簧——平板模型进行水下爆炸瞬态流固耦合问题的求解,并在此基础上对谱单元方法和有限元方法进行对比研究,研究发现,谱单元方法在提高精度的同时能大量节省计算时间,可较好地应用于水下爆炸流固耦合问题的求解中。本文旨在为相关水下爆炸瞬态流固耦合的研究提供参考。  相似文献   

3.
常规装药侵彻预应力钢筋混凝土安全壳数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
王天运  任辉启  张力军  刘云飞 《工程力学》2005,22(5):126-130,58
现代战争或反恐怖战争中,核电站极有可能遭受精确制导装药的打击。根据核电站安全壳的结构形式,采用Backman和Goldsmith侵彻方面的假设,建立了钢筋混凝土分离式有限元模型,分别对250m/s、400m/s和600m/s着靶速度的弹丸侵彻预应力混凝土结构的过程进行了数值模拟,结果表明:着靶速度对结构的破坏形式和区域有明显的影响,弹丸侵彻表现为明显的冲塞现象。  相似文献   

4.
为了研究聚异氰氨酸酯噁唑烷(Polyisocyanate oxazodone, POZD)聚合物高分子材料涂覆钢板-钢筋混凝土板在接触爆炸荷载作用下的抗爆性能,开展了接触爆炸试验和数值模拟研究,对其破坏特征进行分析。采用有限元软件LS-DYNA建立了钢筋混凝土板、炸药、钢板和POZD的有限元模型,讨论了不同药量下POZD涂覆钢板加固钢筋混凝土板的破坏模式和破坏特征。试验及数值结果表明:在钢板-钢筋混凝土板背面涂覆POZD涂层能有效提升结构的抗爆性能;在接触爆炸作用下,POZD涂覆钢板加固钢筋混凝土板试件呈现四种破坏模式。  相似文献   

5.
核电厂安全壳结构在大型商用飞机撞击下的动力响应是目前核安全领域关注的热点。基于LS-DYNA程序对大型商用飞机撞击安全壳全过程进行了数值模拟。以大型商用飞机A380为基础机型,包络目前典型商用飞机的基本特征,建立了精细化的全尺寸飞机模型,并基于飞机撞击力的目标荷载曲线对飞机模型进行了优化。同时建立了钢筋混凝土安全壳和周围厂房的有限元模型,以及基于飞机引擎撞击试验对安全壳模型进行了验证。选取安全壳较为危险的部位进行飞机垂直撞击的耦合分析,得到了飞机撞击的破坏现象、撞击力、混凝土损伤以及撞击位移随时间变化的规律和特点,相关工作和结论可为工程安全评估和结构设计提供参考。  相似文献   

6.
杨忠华  杨军  陈大勇 《爆破》2010,27(4):70-73
利用非线性动力有限元程序LS-DYNA建立了钢筋混凝土结构水压爆破的数值计算模型,通过流固耦合算法,对水压爆破的作用机理和作用效果进行了初步的探讨,得出了在钢筋混凝土结构数值模拟中对水压爆破切口的处理方法.  相似文献   

7.
借助软件FLUENT,基于松耦合方法将自编Newmark-β 算法程序对接FLUENT求解流固耦合问题的数值模拟方法。通过对宽高比为4 的矩形断面竖向涡激振动进行数值模拟验证了该方法的可靠性。利用ANSYS建立某拟建汉江斜拉桥的三维有限元动力模型,获取其主要动力基频特性以及质量参数。建立二维π梁断面绕流模型,计算在不同来流风速下该桥梁断面竖向自由度的振幅以及旋涡脱落频率变化情况,模拟出涡激振动的“锁定”区间,并分析某完整周期内梁断面的瞬时涡脱变化以及竖向涡振机理。  相似文献   

8.
利用显示动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,基于流固耦合方法分析可燃气体在室内爆炸冲击波的特性及对结构的作用。利用ANSYS建立有限元建模,燃气混合气体及空气采用欧拉网格,采用多物质ALE算法。分析可燃气体与空气的体积比、体积及爆炸泄压部位等改变时对爆炸冲击波的影响,选取9种工况进行数值分析。分析结果表明:当可燃气体与空气的体积比为9.5%时,产生爆炸冲击波压力最大。利用流固耦合的方法能很好地模拟爆炸冲击波的传播规律及对结构作用的过程。燃气在封闭空间里爆炸时,合理设置泄压口,能一定程度地减小爆炸冲击波对结构的破坏作用。  相似文献   

9.
近自由面水下爆炸气泡在自由面与结构共同作用下会呈现出非常复杂的运动特性,利用体积加速度模型确定气泡运动的初始半径及速度,针对流场特点,通过自行开发的子程序实现了流场初始条件与边界条件的定义,基于MSC.DYTRAN有限元软件的流-固耦合处理方法对近水面水下爆炸气泡与结构相互作用全过程进行数值模拟,通过与现有实验数据的对比,验证有限元模型建立和子程序开发的正确性。以此为基础,研究气泡与自由面、气泡与结构的距离以及结构初始角度等参数对气泡运动特性、射流角度、射流速度的影响规律,计算模型、方法及结果对相关的工程研究和计算具有一定参考价值。  相似文献   

10.
对预应力混凝土安全壳进行了事故内压下的可靠性分析。研究以Monte Carlo有限元模拟为基础,一方面,根据概率守恒原理,以有限的随机结果表征实际响应的概率分布;另一方面,有限元分析结合分层壳单元、混凝土损伤软化本构及割线刚度算法模拟安全壳的非线性行为,在保证模拟精度的基础上提高计算效率。以桑迪亚国家实验室的安全壳试验为案例,对可靠性分析进行说明。计算位移值与试验值的比较说明,有限元计算模型和参数基本合理。考虑材料参数随机性,通过200次有限元模拟得到结构响应的概率分布;以整体应变为失效指标,得到内压下的失效概率曲线。分析表明:在实际功能性失效和结构性失效内压下,模拟所得失效概率分别达到了72.03%和68.78%,与试验结果具有一致性。  相似文献   

11.
为研究锈蚀对核安全壳结构钢衬里撕裂的影响,该文对36个不同锈蚀率的钢衬里板进行了单轴拉伸试验,分析了锈蚀钢衬里板的力学性能退化机理和退化规律;建立了锈蚀钢衬里板的本构模型;根据试验结果,提出了考虑不同锈蚀率的钢衬里撕裂准则和锈蚀模拟方法;通过数值模拟,分析了锈蚀对安全壳钢衬里撕裂的影响;最后对比了该文模拟方法与美国核管理委员会(NRC)方法的差异,并给出了NRC方法中锈蚀影响系数的取值建议。结果表明:随锈蚀率增大,钢衬里板的弹性模量变化不大,但其屈服强度、峰值强度、峰值应变和断裂应变大致呈线性退化规律;该文建立的锈蚀钢衬里板的本构模型与试验结果吻合良好;随锈蚀率增大,安全壳钢衬里发生撕裂时的内压逐渐降低,且当锈蚀率为50%时,内压降低29.06%;与NRC方法相比,该文方法能直观反映不同锈蚀率对钢衬里的影响,更能接近实际锈蚀情况;对于NRC所建议的锈蚀影响系数,锈蚀率小于20%时,可取上限值,锈蚀率为20%~40%时,建议取最佳估值,而锈蚀率超过40%后,应当取下限值。该文研究工作可为安全壳钢衬里锈蚀后的性能评估提供借鉴和参考。  相似文献   

12.
内压荷载下安全壳1:10模型结构非线性有限元分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
陈勤  钱稼茹 《工程力学》2002,19(6):73-77
对先进核电厂预应力混凝土安全壳1:10模型结构进行了内压作用下的非线性有限元分析。径向位移计算值与实验值的比较说明了计算模型和计算参数基本合理;由于预应力的作用,内压加至0.6MPa,模型结构仍处于受压状态,满足使用要求;1.5m至3.0m高范围内的径向位移大于其它高度的径向位移,标高2.0m左右的径向位移最大;沿模型结构环向,63.24o附近的径向位移大于其它位置的径向位移;极限内压为1.34MPa,为设计内压的3.35倍。分析表明,新开发的先进核电厂安全壳结构在内压作用下是安全的。  相似文献   

13.
曾滨  王宇威  潘钻峰  许庆  薛卫 《工程力学》2022,39(2):159-167
在地震荷载作用下,核电厂房安全壳水箱内水会发生晃动,这种流固耦合作用会影响到安全壳的动力响应。采用简化附加质量法和光滑粒子流体动力学(SPH)法,分别对应不考虑和考虑水体晃动的效应,选取常用自然波Northridge波和上海人工合成波作为地震动输入,获取了7个水位工况下包括基底剪力、位移和加速度的动力响应。通过对比两种方法的模拟结果,发现考虑水体流动的SPH法要比不考虑水体晃动的简化附加质量法的动力响应要小,水箱内水的晃动对结构整体的动力响应起到了减震的作用;并分析SPH法各水位工况下的动力响应,结果表明:水位高度4.0 m时,安全壳动力响应相对较小,是水箱较为合理的储水水位。  相似文献   

14.
蒋飞  韩峰  王建中 《振动与冲击》2013,32(11):21-24
为实现反恐行动中非接触爆炸冲击波破门目标,针对金属防盗门实际条件建立数值仿真模型,重点研究了防盗门在非接触爆炸冲击载荷作用下塑性变形破坏过程及规律。结果表明:相同爆炸冲击载荷作用下,实际转动条件防盗门板塑性变形动力响应时间延长,最大变形量远大于四边固支条件下门板变形量;爆炸中心与防盗门距离过近,门板受爆炸产物和空气冲击波共同作用,只出现局部破坏,不能实现门板整体塑性变形;拟合了防盗门板在非接触爆炸冲击载荷作用下变形量计算式,可为反恐破门弹药设计提供依据。  相似文献   

15.
屈可朋  李亮亮  肖玮 《爆破器材》2019,48(4):43-46,53
基于一级轻气炮加载装置,研究了高低温循环及对称冲击耦合加载下某黑索今(RDX)基含Al炸药的安全性,计算了缺陷处的内能等参数。结果表明:高低温循环后,炸药试样出现可见的孔隙。对称碰撞加载后,不经高低温循环的试样未发生点火,应力加载峰值为835 MPa,加载时间为35 μs;而经历高低温循环的试样出现点火,点火前应力为242 MPa,加载时间11 μs。高低温循环所产生的缺陷是导致炸药点火的重要原因。  相似文献   

16.
In concrete pavements, fatigue is one of the major causes of distress. Repeated loads result in the formation of cracks. The propagation of these cracks cause internal progressive damage within the structure, which ultimately leads to failure of the pavement due to fatigue. This paper presents a theoretical investigation of crack propagation within concrete pavement and its fatigue characteristics under cyclic loading. A numerical fatigue performance model has been developed for this purpose. The model is based on fictitious crack approach for the propagation of cracks and stress degradation approach for estimating the bridging stress under cyclic loading. Using the numerical model, a parametric study has been performed for a typical concrete pavement to evaluate its fatigue characteristics for different foundation strengths. The method can be used for prediction of crack propagation in concrete pavement under cyclic loading and gives an estimate of the incremental damage or the entire crack history of the pavement.  相似文献   

17.
The paper deals with the study of structural response of partially cracked nuclear containment model structure in over pressurized condition with the simulated experiments conducted under severe accidents analysis program for Indian nuclear containment structures. In this research, the fracture characterization of concrete containment structure is also investigated through the over pressure experiments on the BARC Containment (BARCOM) test model structure, which represents 1:4 scale of the prototype 540 MWe Tarapur pre‐stressed nuclear containment structure. In addition to the surface‐type electrical resistance, strain gauges conventionally and commonly deployed for containment proof‐test and ultimate load capacity evaluation of containment models, embedded vibratory wire strain gauges (VWSGs), the digital image correlation (DIC) technique, and soap bubble tests are employed in this study. For fracture characterization, an optical crack profile (OCP) technique is developed through DIC full‐field experiment conducted at the identified critical locations with conventional strain gauges to evaluate the fracture energy and the characteristics of the fracture process zone of concrete containment model structure subjected to the over‐pressure condition for its performance assessment in the case of the beyond design basis accidents. The combination of conventional sensors and full‐field DIC deployed for the first time on the largest scale containment model along with the associated analysis is shown to be effective in fracture characterization and improved structural integrity assessment of the containment model.  相似文献   

18.
This paper aims to revisit the effect of sloshing on the flutter characteristics of a partially liquid-filled cylinder. A computational fluid-structure interaction model within the framework of the finite element method is developed to capture fluid-structure interactions arising from the sloshing of the internal fluid and the flexibility of its containing structure exposed to an external supersonic airflow. The internal liquid sloshing is represented by a more sophisticated model, referred to as the liquid sloshing model, and the shell structure is modeled by Sanders' shell theory. The aerodynamic pressure loading is approximated by the first-order piston theory. The initial geometric stiffness due to prestresses in the initial configuration stemming from the fluid hydrostatic pressure, internal pressure, and axial compression load is also considered. The obtained results reveal that the sloshing of the internal fluid has little influence on the supersonic flutter boundary of a cylinder partially filled with liquid, at least for the case considered here. It is also shown that the critical freestream static pressure predicted by the sloshing model is negligibly larger than that calculated by the hydroelastic model of the internal fluid, which means that the sloshing of the internal fluid slightly overestimates the flutter boundary.  相似文献   

19.
Numerical simulations of air blast loading in the near-field acting on deformable steel plates have been performed and compared to experiments. Two types of air blast setups have been used, cylindrical explosive placed either in free air or in a steel pot. A numerical finite element convergence study of the discretisation sensitivity for the gas dynamics has been performed, with use of mapping results from 2D to 3D in an Eulerian reference frame. The result from the convergence study served as a foundation for development of the simulation models. Considering both air blast setups, the numerical results under predicted the measured plate deformations with 9.4-11.1%. Regarding the impulse transfer, the corresponding under prediction was only 1.0-1.6%. An influence of the friction can be shown, both in experiments and the simulations, although other uncertainties are involved as well. A simplified blast model based on empirical blast loading data representing spherical and hemispherical explosive shapes has been tested as an alternative to the Eulerian model. The result for the simplified blast model deviates largely compared to the experiments and the Eulerian model. The CPU time for the simplified blast model is however considerably shorter, and may still be useful in time consuming concept studies.All together, reasonable numerical results using reasonable model sizes can be achieved from near-field explosions in air.  相似文献   

20.
爆炸流场与玻璃幕墙动力响应的仿真计算方法   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
采用ALE有限元法进行了爆炸流场与复杂玻璃幕墙结构相互作用的三维动态仿真。针对数值仿真过程中计算效率过低的问题,根据显式有限元和距离爆炸冲击波试验问题的计算特点,利用高性能计算平台设计并实现了爆炸冲击波与玻璃幕墙动力响应的分步流固耦合仿真计算方法。研究了爆炸冲击波作用下幕墙玻璃的动力响应情况,通过与试验结果相比较,证实了该仿真方法的可行性,为玻璃幕墙结构的抗爆设计与改进提供了参考依据。  相似文献   

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