结构落水的抗冲击等效试验方法

为了节约成本,提高飞船、舰艇等大型结构的抗冲击试验效率,基于冲击力相等这一想法,提出了采用高密度等效冲击介质、低冲击速度的等效试验方法。通过结构落水的载荷特性,分析了影响冲击力的因素。在冲击结构一定的情况下,采用数值模拟方法得到了等效冲击速度,并采用量纲分析的方法得到了等效冲击速度的经验表达式,其中的待定参数利用数值模拟结果拟合得到。     

云爆弹结构对爆炸威力影响规律的试验研究

为了准确获得云爆弹结构对其爆炸威力的影响规律,根据云爆弹的作用原理,设计了中心抛撒药、中心与周边辅助抛撒药2种典型结构的云爆试验装置;采用高速录像和壁面压力传感器,对其静爆试验的威力参数进行了测量和分析.试验结果表明,采用与云爆弹的优化结构相匹配的内壳体,可以显著提高云爆弹的能量利用率和远场超压,提高云爆弹的威力;中心与周边辅助抛撒药结构、钢内壳的试验装置为最佳装置,其火球直径达到30 m,平均TNT当量和14 m处的TNT当量最大值分别为2.19和3.17.     

导弹目标在可变形战斗部作用下毁伤特性的数值仿真研究

基于强度等效法对导弹目标各个关键部件建立等效模型,通过对可变形战斗部的一体化作用过程进行数值仿真,得到了目标在可变形战斗部作用下的毁伤图像.结果表明,可变形战斗部在目标方向的破片密度增益比较明显,能对目标造成严重毁伤;在自然破片和预制破片共同作用下,目标各部件发生不同程度的变形,对于等效壳体较薄的制导舱和发动机舱段,壳体变形较为严重.     

木结构古塔的动力特性分析

研究木结构古建筑的力学特性对保护和开发我国古建筑遗产具有重要意义。以山西北部释迦塔为研究对象,用有限元数值方法,通过引入梁单元组模拟斗拱连接,建立了具有木塔较细致结构的有限元计算模型,并通过木塔的实测模态结果方便地确定了斗拱这种复杂连接的刚度。对木塔进行了地震作用计算,计算结果与木塔现实残损变形集中在第二三层的现象一致。计算结果可为古塔的维护和修缮提供理论依据。     

爆炸变形战斗部初探

爆炸变形装药战斗部是定向型战斗部的一种,可以提高破片战斗部对目标毁伤概率.本文介绍了爆炸变形战斗部模型弹设计中的主要关键技术,设计了爆炸变形战斗部模型,并通过实验测量了爆炸变形战斗部模型破片密度的空间分布,探讨了不同参数对破片密度分布的影响,得到了破片分布定向特征明显的爆炸变形战斗部.结果表明,与相同尺寸的柱形战斗部相比,爆炸变形战斗部飞向目标的破片密度可以大幅度地提高,而且初速也有一定程度的提高,对空中目标具有良好的毁伤效果.     

梯度温度场中多胞材料牺牲层的抗冲击分析

针对多胞材料作为牺牲覆盖层防护结构来保护主体结构经受爆炸/冲击载荷的典型应用,分析了梯度温度场中多胞牺牲层的抗冲击行为。基于多胞材料的刚性-理想塑性-锁定模型,建立了梯度温度场中多胞牺牲层的一维冲击波模型,揭示了冲击波在多胞牺牲层中的传播特性,并获得了多胞牺牲层临界厚度和临界冲击速度随梯度温度场分布的依赖关系。通过有限元方法采用基于实验数据的多胞材料刚性-幂指数硬化模型验证了理论模型的有效性。推导了梯度温度场多胞牺牲层的临界厚度、临界冲击速度以及端面载荷历史等与温度场分布的关系,给出了给定长度的多胞牺牲层临界冲击速度与牺牲层端面温差的关系。结果表明,对于已设计完成的闭孔多胞材料牺牲覆盖层结构,当支撑端温度不变、冲击端温度升高时,结构容许的临界冲击速度是线性降低的。     

Stanstead花岗岩动态断裂性能

 采用一种新的方法研究Stanstead花岗岩的动态断裂性能,包括起裂韧度、断裂能、传播韧度和裂纹传播速度。该方法采用分离式霍普金森压杆加载的带预制裂纹的半圆盘三点弯试样,同时采用激光位移计监测试样的裂纹面张开位移。在动态力平衡的条件下,起裂韧度由准静态公式计算得到。通过裂纹面张开位移数据推算出2个碎片的残余动能,从而计算出平均传播断裂能和传播韧度。裂纹传播平均速度由黏接在试样上的一系列裂缝计测量得到。试验结果表明,该花岗岩的起裂韧度和传播韧度都与加载速率有关,传播韧度大于起裂韧度,传播韧度随着裂纹传播速度的提高而提高。通过裂纹传播速度和传播韧度的关系拟合得到材料的止裂韧度及裂纹传播极限速度。得到的Stanstead花岗岩与Laurentian花岗岩结果对比表明,Stanstead花岗岩颗粒较大,起裂、止裂韧度较小;Laurentian花岗岩颗粒较小,传播韧度较小,裂纹传播极限速度较大,裂纹容易传播。     

两种不同结构的保护罩破坏机理的比较

为了比较两种不同结构的保护罩抗冲击能力。应用应力波在介质中传播的理论。对两种保护罩内破坏机理进行分析。理论分析结果与试验结果一致。同时利用动力分析有限元程序LS-DYNA对保护罩的破坏过程进行数值模拟。得到与理论分析和试验结果相吻合的结果。根据理论分析和数值模拟结果,表明截面圆弧形结构的保护罩有较强的抗冲击性能。     

含能材料的高应变率响应实验

利用分离式霍普金森杆实验技术研究3种含能材料（PBX、B炸药和复合固体推进剂CSP）的高应变率响应,得到了它们的应力（σε）-应变（εE）曲线。结果表明,该曲线受含能材料试样与压杆间摩擦的影响,将足够的润滑剂涂覆于试样和压杆的侧端面可减小摩擦,得到较好的实验结果。3种含能材料的应力、应变对应变率都比较敏感。用SEM分析材料的细观结构和高应变率加载下的响应机制,表明3种含能材料在动态实验过程中表现出不同的破坏现象,两种材料发生碎裂,另外一种发生软化。     

用于测纯剪切信号的压电晶体

为了解决高应变率条件下剪切测试的困难,拟利用压电晶体作为剪应力的传感器.综合比较了能产生理想的纯振动模式的特殊晶体的各项参数和性质,然后对镓酸锂和钛酸钡晶体的纯模方向进行了计算验证.考虑到与霍普金森压剪杆(SHPSB)的铝杆的阻抗匹配问题,计算了晶体中压缩波传播波阻抗.研究结果表明镓酸锂和钛酸钡晶体能满足SHPSB实验对剪应力计的要求,单独测出剪切信号,这将大大提高实验装置的性能.