一种量测松散介质对应力波衰减效应的 实验方法及其在珊瑚砂中的应用

砂土等松散介质对在其中传播的应力波有非常明显的衰减作用,因此,松散介质常常作为爆炸波消波材料被广泛应用于防护工程中。为了准确地量测松散介质对应力波的衰减效应,基于并改进了传统SHPB装置,提出了一种定量研究应力波在砂土介质中衰减规律的新方法。该文方法适用于所有在冲击荷载的应变率范围内(约1～102 s-1)应变率效应不明显的松散介质。方法基于拟合的透射系数T2,通过杆中的三波(入射波、反射波和透射波)计算得到试件两端真实的峰值应力,还可以计算试件的弹性波速、峰值应力速度、试件端部应力波的前沿升时等关键参数,简单实用,可操作性强。采用提出的方法,对干燥珊瑚砂进行了应力波衰减实验,得出了应力波荷载峰值随传播距离的衰减规律。经对比实验与参数讨论发现,拟合透射系数引起的结果误差不超过2.83%,具有很好的可靠性与实用性。     

核电站在大型商用客机撞击下损伤破坏研究进展

2001年9·11事件后,美国核能管理委员会、核能研究院和能源部以及我国核安全局相继出台相关规范,明确规定核电站设计必须考虑大型商用客机的意外和恐怖性撞击作用。从飞机机身的整体撞击效应、引擎局部撞击效应以及核岛厂房结构振动3方面,回顾了核电站重要基础设施在飞机撞击下损伤破坏的理论模型、原型和缩尺试验以及数值仿真研究等的工作进展,对课题组近年来在该领域的研究工作进行了简要介绍,包括4种典型飞机（F4战斗机、空客A320、A380和新舟MA600）和4类核岛设施（预应力钢筋混凝土屏蔽厂房、普通钢筋混凝土屏蔽与附属厂房、钢板混凝土屏蔽与附属厂房,普通钢筋混凝土大型冷却塔）的精细化有限元模型及其撞击全过程的数值仿真分析。此外,介绍了引擎撞击普通钢筋混凝土和超高性能混凝土靶板的缩尺试验和数值模拟分析工作,以及引擎撞击局部效应的计算方法。最后,指出了该领域已有研究在撞击力计算、整体响应、局部破坏、振动效应和多灾害作用方面的不足和进一步研究方向的建议。     

27SiMn高强钢板单向拉伸力学性能试验研究

27SiMn钢是我国自主研制的一种高强钢材,具有较高的抗拉强度、良好的冲击韧性和焊接性能。为了研究27SiMn钢板的基本力学性能,针对4块名义厚度为6. 8 mm的27SiMn钢板试件开展了单轴拉伸试验。试验中分别采用激光位移计和DIC(Digital Image Correlation)技术量测钢板拉伸应力-应变全曲线及相关力学参数。研究发现,DIC法消除了拉伸机械刚度和初始加载时抖动的影响,获得的应力-应变全曲线更加光滑准确。试验结果表明:27SiMn钢板极限强度为753 MPa,断后伸长率为20%,屈强比为0. 74,与同强度其他钢材相比具有更好的延性;其单向拉伸应力-应变曲线分为准弹性段、弹塑性段、屈服缓升段、强化段和二次塑流段,并以低碳钢的五阶段模型为基础得到了27SiMn钢板单向拉伸应力-应变曲线五阶段本构关系模型,计算结果与试验结果吻合较好。     

钢纤维增强"九度"原则及系列分散指数在活性粉末混凝土(RPC)配制中的应用

在配制超高强活性粉末混凝土时，为定性地优选钢纤维，定量地描述和评价不同种类和用量的钢纤维在混凝土中的分散程度对活性粉末混凝土强度的影响，提出了钢纤维增强“九度”原则及系列分散指数的概念。试验研究表明，钢纤维增强“九度”原则和技术参数对活性粉末混凝土的配制、配合比设计和优化具有较好的参考价值和应用意义。     

显式Newmark法求解波动问题精度的探讨

本文对一维平面弹性波动问题,研究了预估-校正形式的显式Newmark积分格式求解精度。对工程中常见的平台型和升压平台型荷载作用下的波动问题,采用预估-校正形式的显式New-mark积分格式产生的数值阻尼技巧是提高有限元求解波动问题精度的一个有效方法。     

联合广义Hoek-Brown屈服准则的盐岩黏弹塑性损伤模型及工程应用

通过4种屈服准则对盐岩适用性的对比分析，表明广义Hoek-Brown准则能够准确预测盐岩从拉伸到压缩应力区的强度值，结合不同应力状态下的塑性流动法则建立完整的盐岩弹塑性模型。进一步考虑盐岩的黏性损伤，基于Lemaitre等效应变原理，引入损伤蠕变分量建立了一种能够反映盐岩初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变全过程的黏弹塑性损伤模型，并进行试验验证。利用FLAC 3D 的二次开发接口，实现了新模型的软件嵌入。对金坛盐岩储气库工程进行卸压模拟，分析储库围岩损伤和破坏演化规律，得到了储库初步最小运营内压为7 MPa。研究表明，新模型能够较好地匹配盐岩试验数据，描述盐岩黏弹塑性损伤行为，且数值稳定性良好。     

珊瑚砂中应力波衰减规律的实验研究

为了揭示珊瑚砂对应力波的衰减效应,基于改进的split Hopkinson pressure bar(SHPB)装置,对干燥珊瑚砂长试件中的应力波衰减规律进行实验研究。定量测量到应力波在珊瑚砂中的平均传播速度,提出无量纲的峰值应力随传播距离的衰减公式。分析结果表明,试件端部冲击引起的应力波在75和225 mm的传播距离上可使峰值应力分别衰减至10%和1%;峰值应力速度随着传播距离的增大而减小,随无量纲峰值应力的减小而减小;与已有规范中基于陆源砂土总结的应力波传播公式对比表明,珊瑚砂对应力波衰减效果更显著。     

岩石Holmquist-Johnson-Cook模型参数的确定方法

Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型在混凝土冲击爆炸数值模拟中应用广泛,该文将其推广到岩石类材料中,为合理确定岩石材料的HJC本构模型参数,从塑性屈服面理论出发,得到了特征化黏性强度系数与帽盖模型参数的关系。基于三轴围压实验、Hugoniot实验和Hopkinson压杆实验数据,分别得到了Salem石灰岩极限面参数、压力参数和率效应参数的取值。基于上述模型参数利用有限元程序LS-DYNA对Salem石灰岩的弹体侵彻实验进行了数值模拟,侵彻深度的计算结果与实验数据对比表明了本文所提出的HJC本构模型参数确定方法的合理性和有效性。以相对侵彻深度为目标函数,对Salem石灰岩HJC模型所涉及的19个参数的敏感性进行了分析,并对一般岩石材料的HJC模型参数的确定给出了建议方法,并通过模拟高强花岗岩和Sidewinder凝灰岩弹体侵彻实验,进一步验证了该文提出方法的合理性。     

电力设备全球电力设备商向东移

问：2011至2015年，中国电网投资总额将高选3700亿美元，闻风而动的国际电力设备巨头纷纷出现了东移态势，中国的需求也在发生改变，跨国公司该如何融入中国市场？     

门上设置弹簧与阻尼器的防护门抗爆性能的理论与数值分析

采用理论与数值分析方法研究在门上设置弹簧和阻尼器提高防护门抗力的可行性及有效性。首先,利用第二类Lagrange方程,建立了门体上设置弹簧和阻尼器结构的三自由度等效体系简化分析模型,系统研究了刚度系数、阻尼系数和质量比对防护门动力响应的影响特点与规律,结果表明:仅在刚度系数和阻尼系数较小的情况下,上述措施可以有效降低防护门的跨中位移,但此时门上辅助结构的位移太大;在刚度系数较大而阻尼系数较小的情况下,防护门与门上辅助结构之间存在共振现象;在刚度系数和阻尼系数都足够大的情况下,上述措施作用仍然十分有限。其次,对典型的防护门结构进一步进行了精细化非线性有限元分析,计算结果再一次表明门上设置弹簧和阻尼器难以有效提高防护门抵抗核爆和化爆荷载的能力。