球形装药淤泥中爆炸场数值模拟及分析

应用二维欧拉有限元程序对球形装药淤泥中爆炸进行了数值模拟。在分析淤泥特性的基础上 ,进行了模型及参数的选取。由计算结果与爆破试验实测数据的对比和分析可知 ,球形装药淤泥中的爆炸场与水中的爆炸场有相似性 ,因此可以应用本文中简化的淤泥介质模型来预测冲击波在淤泥中的衰减。     

岩体损伤对爆炸应力波散射作用研究

分析了爆炸应力波与岩体内原生裂纹相互作用形成散射波，给出了其求解方法，确定出球形装药在岩体中的爆炸所产生损伤值，以及对随后产生的爆生裂纹展的影响，对合理确定爆炸破坏范围和装药具有一定意义。     

单个球形装药浅层水中爆炸冲击波特性的研究

通过对单个球形装药浅层水中爆炸的模拟试验研究,分析了在涉及边界影响条件下水中爆炸冲击波参数的分布和变化规律,拟合了相应的计算公式。试验数据能较好地反映浅层水中单个球形装药爆炸冲击波的传播规律     

球形装药半无限土介质中爆炸动力学分析

通过对球形装药土中爆炸的数值模拟,研究了球形装药半无限土介质中爆炸作用下,土介质的动力学响应;空腔的形成发展规律及鼓包的运动规律等动力学问题．数值模拟结果与实验现象吻合较好。     

不同介质中集团装药爆炸混凝土冲击响应的数值模拟

基于非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,选用Holmquist-Johnson-Cook损伤本构模型,对不同介质中集团装药爆炸下混凝土的动态响应进行了数值模拟,研究了装药在不同介质中爆炸对混凝土的冲击响应和爆炸波在混凝土内的传播与衰减规律。结果表明,介质对混凝土内应力场、压力场、损伤和速度场的分布与衰减有着十分明显的影响。     

爆炸驱动多层球形破片初速场分析

为准确计算多层球形破片在爆炸驱动下的初速场,通过对装药结构的等效分析,基于Gurney假定和相邻层颗粒之间力和力的波动量等概率传递假定,忽略排列方式引起的孔隙率变化,应用动量和能量守恒建立了破片初速场的理论计算模型。该模型反映了炸药参数和破片的密度、层数和直径等因素对破片初速的影响;针对典型的爆炸驱动前向多层破片模型,用LS-DYNA3D非线性有限元程序对多层钨球破片的爆炸驱动过程进行数值模拟,开展了相关验证试验并分析了理论计算值与试验误差产生的原因,分析讨论了不同球形破片直径和不同破片层数下破片初速的变化情况。结果表明:理论计算值与数值模拟及试验结果吻合较好;随着相同直径破片层数的增大,破片初速减小,相邻层间破片的速度差值更大;层数相同时,随着破片直径的减小,破片初速增大,但相邻层数破片的速度差值更小。     

不同介质中集团装药爆炸混凝土冲击响应的数值模拟

基于非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,选用Holmquist-Johnson-Cook损伤本构模型,对不同介质中集团装药爆炸下混凝土的动态响应进行了数值模拟,研究了装药在不同介质中爆炸对混凝土的冲击响应和爆炸波在混凝土内的传播与衰减规律。结果表明,介质对混凝土内应力场、压力场、损伤和速度场的分布与衰减有着十分明显的影响。     

真实空气中TNT装药爆炸近区冲击波传播特性研究

本文基于点源爆炸理论,建立了面源、线源和点源TNT装药强爆炸解,填补了面源与线源强爆炸解的空白;采用真实空气状态方程进行分析计算,研究了真实空气条件下球形TNT装药爆炸近区冲击波的传播特性。通过算例分析,计算结果与已有文献资料数据吻合较好。本文的研究成果对爆炸力学和防护工程研究起到了重要的参考作用。     

基于LS-DGF-DG方法的船体板架结构近场水下爆炸毁伤特性研究

基于可压缩流体力学基本理论,采用间断迦辽金(DG)方法结合直接虚拟流(DGF)方法和水平集(LS)方法(LS-DGF-DG方法),首先建立水下爆炸爆轰模型,对不同装药形式的水下爆炸冲击波载荷进行对比研究,分析讨论装药形状对冲击波载荷特性和爆轰产物初始形态的影响,随后将数值结果与经验公式进行对比,验证LS-DGF-DG计算程序的有效性,最后通过非线性有限元软件ABAQUS建立船体加筋板架模型,将LS-DGF-DG计算得到的近场水下爆炸载荷传输给ABAQUS,模拟加筋板架结构在近场水下爆炸载荷作用下的毁伤过程,并将计算结果与实验进行对比分析,总结相关规律。结果表明:起爆初期,柱形装药逐渐形成椭球形的爆轰产物,最终膨胀为球形;装药径向的冲击波压力峰值高于轴向,柱形装药的冲击波压力峰值高于球形装药的压力峰值;在近场水下爆炸载荷的作用下,加筋板架结构出现塑性大变形和剪切破坏的现象,数值结果与试验值吻合良好;加强筋的强弱对板架结构的破坏模式和塑性变形程度有较大影响,加强筋较强,破坏首先从加强筋位置出现,加强筋较弱,破坏主要出现在固支边界处。     

爆炸过程中的应力波

通过对爆炸过程进行分析,运用质量和动量守恒原理,导出了爆炸过程中应力波传播规律;随着介质质点距装药中心距离的增大,应力波幅值在衰减,应力波波形在变化,其传播速度也在减小。通过对球形装药爆炸后应力波传播过程的数值模拟,可以形象地说明上述传播规律。     

爆炸法固结淤泥软基的试验研究

文章对爆炸效应在淤泥软基工程中的应用问题进行了探讨，并首次提出了爆炸在淤泥软基中的分界应力特征以及排水固结及破坏分区的基本模式。为采用动力加速对淤泥软基工程的处理，提供了试验依据，具有实用价值和指导意义。     

淤泥软基爆炸固结试验研究

对爆炸效应在淤泥软基工程中的应用问题进行了探讨，并首次提出了爆炸在淤泥软基中的分界应力特征以及排水固结及破坏分区的基本模式。为采用动力加速对淤泥软基工程的处理，提供了试验依据，具有实用价值和指导意义。     

斜坡海涂上修建海堤的爆炸挤淤施工技术

采用爆炸挤淤置换法在较陡的斜坡海涂上修筑海堤,因堤身内外侧涂面高差大,施工过程中抛填堤身容易滑塌。最初在浙江舟山某海堤工程中遇到了这个难题。通过对堤身稳定性的计算分析,将堤身抛填方法调整为"内侧突前、外侧迟后",炸药布置侧重于内侧。既保证了施工期抛填堤身的稳定,又使得爆炸处理后形成的堤身断面满足设计要求。此后该方法又在多条类似海堤的施工中得到成功的应用,由此总结出了在斜坡海涂上修建海堤的爆炸挤淤技术,并申报了发明专利(201510908384.1)。     

斜坡海涂上修建海堤的爆炸挤淤施工技术

采用爆炸挤淤置换法在较陡的斜坡海涂上修筑海堤,因堤身内外侧涂面高差大,施工过程中抛填堤身容易滑塌。最初在浙江舟山某海堤工程中遇到了这个难题。通过对堤身稳定性的计算分析,将堤身抛填方法调整为"内侧突前、外侧迟后",炸药布置侧重于内侧。既保证了施工期抛填堤身的稳定,又使得爆炸处理后形成的堤身断面满足设计要求。此后该方法又在多条类似海堤的施工中得到成功的应用,由此总结出了在斜坡海涂上修建海堤的爆炸挤淤技术,并申报了发明专利(201510908384.1)。     

基于振动的钻地弹爆炸能量计算方法研究

侵彻武器钻入地下爆炸产生的地震波在介质中传播特性较为复杂。针对钻地弹侵入地下爆炸后能量估算问题,基于反映高程差因子的萨道夫斯基修正公式,建立了不同地形状况下地下爆炸震源能量计算模型,并通过震源模型的计算结果得出爆炸能量。实例1对比传统的震源模型(6)与本文的震源模型(12)的计算结果发现该研究所提出的震源模型的精度远高于震源模型(6);实例2利用该研究的震源模型(13)针对测点不在同一水平面的情况,计算得到的地下爆炸能量结果有较高的精度。计算结果证明将爆炸振动的理论应用于计算钻地武器爆炸能量的方法是可行的。     

神经网络模型在预测Ni-Al系热爆点火时间中的应用

基于人工神经网络的原理,对热爆法制备Ni-Al系金属间化合物中的控制参数进行了研究,选取了加热速率、颗粒尺寸、压坯密度三个参数,通过对此参数的调控可以影响热爆反应的点火时间及反应过程.本文采用BP算法来训练网络,对热爆反应中的过程参数与热爆点火时间的映射关系进行了函数逼近,建立了热爆点火时间的神经网络模型.根据该模型可以预测热爆的点火时间,为控制热爆反应加压过程提供了可靠的依据.     

爆炸冲击波作用下管道穿墙板防护密闭性破坏研究

爆炸冲击波作用下人防工程各种管道穿墙板构造部位防护密闭性是否受到破坏,是一个值得深入研究的问题.对爆炸冲击波作用下穿墙板管道进行了受力分析与计算,并对管道穿墙板的构造部位进行了爆炸冲击波模拟实验.试验结果表明人防工程在各抗力等级爆炸冲击波作用下,管道穿墙板做法可采用刚性防水套管做法替代刚性密闭套管做法,且穿墙板管道直径可以达到100 mm以上,同时,试验结果与提出的模型计算结论是相一致的,表明该模型的建立是合理的.     

低温容器的蒸汽爆炸现象初探

拟讨论的蒸汽爆炸现象定义为液体因处于较大的过热度而急剧汽化，介质所处空间因大量气体得不到及时释放而使压力骤然升高引发的一种物理爆炸，在低温容器中，液氮，液等介质可能处于数兆帕的压力下，如果容器的某一位置因某种外在原因出现裂口，则其内部的压力会迅速降低，导致液体过热，如果过热度较大，则不能排除低温容器发生蒸汽爆炸的可能性，本文从介绍蒸汽爆炸的机理入手，建立了过热液体中产生均匀核化时汽泡的形成，生长模型，并利用该模型对低温容器的介质发生蒸汽爆炸的可能性进行了探讨。     

等效靶弹药空气中爆炸威力评估

针对传统的冲击波压力电测法操作复杂且易受干扰的问题,提出基于等效靶塑性变形的炸药爆炸威力评估方法。首先进行小当量立姿等效靶板变形试验,并基于实验结果确定适用于有限元数值模拟的模型;其次,使用量纲分析方法简化等效靶变形的理论模型,建立靶板中心最终变形挠度与爆炸当量、爆炸距离的关系;进一步结合实验数据与数值模拟结果,得出通过靶板变形挠度反演爆炸当量的计算公式,提出采用系列等效靶变形数据进行爆炸当量反演的评估方法。通过小当量试验和大当量数值模拟算例对该方法进行验证,在等效靶变形数据足够多的情况下,可以将反演爆炸当量误差控制在15%以内,满足一般工程评估精度要求。