防护工程复合遮弹层结构探讨

为更科学的设计防护工程中的遮弹层,分析和总结了遮弹层的研究现状,结合试验和理论分析提出了新型遮弹层的结构形式,研究认为,遮弹层应使用分层结构:表面偏航层、主体层。偏航层可用与弹体直径同量级的刚玉球、陶瓷球或硬质岩石球为基体;主体层可用夹心结构,且应使用钢纤维混凝土等材料作为主要材料,采用钢管或玻璃纤维增强塑料等约束靶板组装而成的蜂窝结构为主体结构。     

杆弹侵彻钢纤维混凝土靶板的工程近似分析

在土盘模型的基础上,把杆弹正侵彻靶板的二维轴对称问题,简化为弹丸的轴向侵彻运动和靶板"土盘"的径向运动两个准一维运动,并对杆弹侵彻钢纤维混凝土靶进行工程近似计算,其中钢纤维混凝土的锁应变本构模型考虑钢纤维含量、压力相关性、应变率效应的影响。计算的结果与实验结果相近,符合弹丸侵彻混凝土类材料靶板的规律。     

动能弹垂直侵彻混凝土靶板的三维数值模拟研究

利用LS—DYNA程序对动能弹垂直侵彻混凝土靶板的过程进行了三维数值模拟。根据模拟结果。分析了侵彻过程各个阶段的物理现象和弹靶作用特征；绘制了不同侵彻初速对侵彻结果的影响曲线，获得了弹体初速对混凝土侵彻的影响规律．可以为混凝土的侵彻研究提供参考依据。计算表明，三维数值模拟方法能够形象显示动能弹垂直侵彻混凝土靶板的细节和初速对侵彻结果的影响情况。     

超短钢纤维混凝土抗侵彻性能的实验研究

开展了半球头杆弹侵彻纤维体积含量分别为0、3%和6%的钢纤维增强混凝土靶板的实验研究,测得了侵彻弹的初始速度和剩余速度,观测和分析了靶板的破坏形态.实验结果表明,随着钢纤维体积含量的增加,杆弹的速度消耗加大,靶板的吸能增加,靶板的破坏程度减弱;超短铜纤维能明显增强混凝土材料的抗侵彻性能,随纤维含量的提高增强效果更佳.     

动能弹丸侵彻SFRC材料的显式动力有限元分析

应用显式动力有限元程序，对动能弹丸侵彻钢纤维混凝土（SFRC）进行了数值计算分析．弹丸作为刚体处理。为了描述钢纤维混凝土的非线性变形及断裂特性，计算中引入了Holmquist-Johnson-Cook累积损伤材料模型。侵彻深度计算结果与在Φ14．Smm弹道炮上所获得的实验数据相吻合，并很好地模拟了在侵彻过程中钢纤维混凝土靶的成坑，层裂现象。在此基础上分析了钢纤维混凝土这种新型复合材料抗侵彻性能的影响因素。     

两种混凝土抗常规弹丸侵彻特性分析

为研究钢纤维混凝土与普通混凝土抗弹丸侵彻性能的异同之处,利用别列赞公式对Φ37mm弹丸侵彻两种混凝土靶弹道试验数据进行了拟合、分析。并基于LS-DYNA3D有限元程序,引人Holmquist-Johnson-Cook累积损伤材料模型以描述混凝土材料的非线性变形及断裂特性,对弹丸侵彻两种混凝土靶进行了三维数值模拟计算,得到了侵彻过程中的主要物理图像和数据,进而对计算结果进行了分析讨论。研究表明,与混凝土相比,钢纤维混凝土抗侵彻能力的提高是由材料抗压强度及抗冲击韧性提高共同作用的结果。     

超高强活性粉末混凝土的抗侵彻特性数值仿真研究

为了对比研究活性粉末混凝土与普通钢纤维混凝土的抗侵彻能力,结合试验,采用流固耦合法(ALE)对57 mm半穿甲弹侵彻混凝土靶板进行了数值模拟,数值模拟了混凝土在侵彻作用下的变形及断裂特性.计算结果与实验结果对比表明:钢纤维能有效地增加混凝土的韧性和变形能力,增大混凝土对侵彻弹丸能量的消耗,降低弹丸的剩余速度;活性粉末混凝土较普通钢纤维混凝土具有更高的抗侵彻能力,能更好的抑制裂缝发展.     

冲击荷载作用下球壳形遮弹板应力场的动光弹实验研究

用动态光弹性法，对球壳形遮弹板受冲击载荷作用时的应力场进行了实验研究，指出了等厚球壳形遮弹板结构的合理性，同时也分析了反射应力波和应力集中对遮弹板的影响，并据此提出了一些设计原则与改进措施。     

不同材料混凝土抗弹丸侵彻性能对比研究

进行了Ф37弹着靶速度为510m／s时对普通混凝土、钢纤维混凝土和刚玉块石混凝土三种靶体的侵彻试验，分析了弹丸和三种混凝土靶体的破坏特征，得到了弹坑直径和侵彻深度等参数。结合试验数据计算了不同材料混凝土的抗侵彻系数，并对三种材料混凝土的抗侵彻机理和性能进行了对比分析。研究表明，刚玉块石混凝土的抗侵彻性能最优，弹丸平均侵彻深度比普通混凝土减小46．9％，钢纤维混凝土的抗侵彻性能介于上述两者之间。     

带防弹钢板的钢纤维混凝土靶抗侵爆性能分析

为使防护工程具有更好的抗侵彻抗爆性能,对不同钢纤维混凝土靶板的抗侵彻抗爆性能进行研究.分别对侵彻后的靶板和带有普通钢板的钢纤维混凝土靶板进行静爆试验,根据靶板破坏情况、侵彻深度和防弹钢板的裂纹长度,结合应变测量,分析爆炸后靶板钢筋上的应变数据,得出最优的防护靶板参数.试验结果表明:15 mm厚的防弹钢板可提高钢纤维混凝土靶板的抗侵彻性能,450 mm厚的钢纤维混凝土靶板拥有最优的抗侵彻抗爆性能.     

钢丝网高强混凝土抗爆性能试验研究

在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.     

非金属复合材料抗爆性能研究

根据非金属复合材料抗爆性能研究的需要，通过带壳装药爆炸的理论分析，提出了防护半径的确定方法。综合使用破坏型防护半径和膨胀型防护半径，通过爆炸实验，验证了成品的抗冲击性能。对冲击波超压和噪声进行了测试，结果表明：新型防护材料具有良好的衰减冲击波和爆炸噪声性能。     

钢纤维混凝土动态劈裂实验研究

采用分离式霍普金森压杆对钢纤维混凝土(SFRC)进行了动态劈裂实验,测试出其动态劈裂破坏最低强度。SFRC动态劈裂应力时程曲线基本上呈双峰型,随着纤维体积率的增加,SFRC耗能能力相应增大,应力波在SFRC中的衰减程度越大。钢纤维对SFRC的增强和增韧性能良好,在冲击劈裂荷载下,决定试件破坏的主要因素是胶凝体与钢纤维之间的粘结强度,而不是钢纤维本身抗拉强度。     

混合型加载下钢纤维混凝土损伤过程的声发射参数分析

结合声发射技术,开展Ⅰ-Ⅱ混合型载荷作用下钢纤维混凝土带预制中心裂纹巴西圆盘(BDCN)破坏特性的实验研究,得到试件破坏过程中声发射特征参数的演化过程。运用机器学习算法,对声发射参数进行分析,揭示钢纤维混凝土的损伤机理。结果表明：依据累积声发射强度曲线及时间-载荷曲线的变化,BDCN试件破坏全过程可以划分为3个阶段：前两个阶段损伤的主要来源是混凝土基体中微裂纹的起裂和大量微裂纹汇聚扩展,最后一个阶段声发射源的主要机制则是钢纤维的脱粘及拉拔。运用高斯混合聚类算法,可以将损伤源划分为拉伸型裂纹和剪切型裂纹。其中,拉伸型裂纹主导了每个阶段的损伤,而剪切型裂纹对损伤起到了促进作用。使用支持向量机求得的两类裂纹的分界线方程表明,拉伸型裂纹与剪切型裂纹的分界线并不总是一条过原点的直线。     

动压作用下敏化剂对乳化炸药破乳程度的影响

利用电导率仪测量了玻璃微球和膨胀珍珠岩两种敏化剂敏化的乳化炸药在动压作用前后的电导率变化情况,用电导率的大小来表征乳化炸药的破乳程度,分析了敏化剂的种类和含量对乳化炸药破乳程度的影响.结果表明,在相同的动压作用下,乳化炸药的电导率随着敏化剂含量的增加而增大,对于相同敏化剂含量的乳化炸药来说,玻璃微球敏化的乳化炸药的电导率小于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,因此,玻璃微球敏化的乳化炸药的抗动压性能优于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药,适当降低敏化剂的含量,可以降低乳化炸药的破乳程度,提高乳化炸药的抗动压性能.     

爆炸荷载作用下拱形结构的动力响应分析

为了比较三种不同材料拱形结构的抗爆炸性能,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件,采用流固耦合算法,对拱形结构在内部爆炸载荷作用下的爆腔形成和发展规律等动力响应问题进行了数值模拟.结果表明:RPC拱形结构的单元较钢纤维和岩石拱形结构的单元能承受更大的主应力,其单元具有更强的能力吸收爆炸所释放的能量,因而RPC拱形结构具有更高的防震塌能力以及结构的完整性.     

混凝土介质中爆炸的三维数值模拟

采用混凝土材料的累积损伤本构模型,用自编三维数值模拟程序( MMIC3D)对炸药（弹体）不同预埋深度、不同药量在混凝土中爆炸对其破坏效应进行了模拟研究,并考虑含自由面的情况,研究了混凝土中爆炸后爆炸场的形成、应力波的传播过程,给出了混凝土中空腔的形状与发展规律,对其数值结果用Vi。。2D和Visc3D动态显示了无限介质以及半无限介质中空腔的形成与发展、表面的运动规律和爆炸形成漏斗坑的过程,得到了与物理分析和理论分析一致的结果。     

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。