汽车炸弹钢箱梁内部爆炸局部破坏效应分析

采用ALE多物质流固耦合算法,对汽车炸弹 (TNT当量200kg~1500kg) 在双层桥梁下层桥面典型位置爆炸的局部破坏效应进行了数值模拟,研究了内爆炸冲击作用下钢箱梁的响应过程、破坏模式、破坏参数及其主要影响因素。结果表明：破坏模式及破坏参数与爆炸位置和TNT当量密切相关,爆炸位置对桥梁主要受力体系的受损程度影响较为明显,加劲肋对其垂直方向的破口具有约束作用,箱体对冲击波的约束效应使破坏作用加剧。合理设置加劲肋、加强重要构件和设置防爆层等措施有利于提高桥梁结构抗爆能力。     

可变形战斗部主辅装药殉爆研究

为确定主辅装药的选型原则,对主装药在两种辅装药滑移爆轰作用下的动态响应过程进行了数值仿真研究,着重考察了辅装药爆轰性能和主辅装药间的隔爆层对冲击波衰减的影响,并结合非均质炸药的冲击起爆临界能量判据,得到传入主装药内的脉冲压力和脉冲持续时间.结果表明,引起主装药殉爆的主要因素是主装药的爆轰感度和辅装药的爆轰压力,隔爆层位置应位于辅装药和外壳体之间.     

氮化硅粉末的冲击波活化与烧结研究

采用炸药爆炸驱动飞片加载技术,实现了两种压力（15.7和25.6GPa)的冲击波加载,对氮化硅粉末进行冲击波活化研究。通过运用TEM,SEM,XRD等手段分析了粉末和烧结陶瓷的特性,测试了烧结试件的力学性能。对经过冲击波活化和未经活化的粉末特性比较后得知：在冲击波作用过的粉末中没有发现明显的相变和聚结现象,而粉末颗粒结构中则出现了大量的位错及位错带。对活化粉和未活化粉掺混相同的烧结助剂（5％MgO 5?O2)后,在相同的热压烧结工艺条件下进行烧结,结果表明：冲击波活化明显促进烧结的致密化过程,而烧结温度则决定Si3N4的相变过程。因此烧结件的强度将与两者的综合效应相关。     

基于气固两相反应流的温压炸药能量释放规律数值模拟及实验验证

为研究气体环境、铝粉含量、空间体积对温压炸药能量释放的影响,基于气固两相反应流模型,建立有限差分-物质点耦合算法,对温压炸药密闭容器内爆炸流场演化进行数值模拟及实验验证。结果表明,温压炸药在空气环境中爆炸释放的能量高于氮气中,壁面冲击波峰值压力和空间准静态压力的增幅分别在20%和80%以上,空间准静态压力随空间体积的增大呈先增大后减小的趋势;铝粉含量越高,冲击波在传播过程中衰减得越慢,空间准静态压力越高;铝粉燃烧反应度随空间体积的增加而下降,当比空间体积超过100m³/kg时,反应度下降到90%以下,且铅粉含量越高,其反应程度越低。     

保护罩内冲击波衰减规律研究

为了研究保护罩内冲击波的衰减规律，将理论分析得到的弹性柱面波衰减规律与弹塑性平面冲击波衰减规律的经验公式相结合，得到了计算保护罩内冲击波衰减规律的工程化公式。利用LS-DYNA有限元程序对保护罩内的衰减规律进行数值模拟，得到了一种铝合金和一种合金钢的衰减系数。结果表明，该公式能较好地反映保护罩内冲击波峰值压力的衰减规律。     

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。     

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。     

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。     

一种含铝炸药压缩力学性能和本构关系研究

对某含铝炸药进行了准静态和动态压缩实验,得到了不同初始密度的材料在不同应变率下的应力-应变曲线;曲线表明,材料的压缩强度随初始密度及加载应变率的增大而增加;初步建立了材料在不同初始密度、不同应变率下的本构模型,拟合曲线与实验曲线吻合较好,对该炸药不同密度下的力学行为特征和应变率效应得到了较为系统的认识。     

飞机结构损伤光固化复合材料疲劳寿命研究

疲劳裂纹的萌生和扩展是材料在变载荷作用下的主要失效形式。试验针对飞机光固化复合材料修理补片的疲劳寿命进行了测试，并考核了不同修理工艺（半宽度胶接、全宽度胶接及铆接修理）试样的疲劳寿命，为确定最佳修理工艺提供了试验依据。