爆炸冲击波超压加载伪随机网壳的分布规律研究

采用缩比模型爆炸试验与数值仿真相结合的方法,开展了爆炸冲击波超压加载伪随机网壳的分布规律研究。首先,选取具有代表性的某伪随机140面体网壳结构,开展了缩比模型爆炸试验,获得了表面特征测点的冲击波超压数据;之后,对比分析了试验与仿真结果的误差及原因,以试验数据为基础,建立了爆炸冲击波与某伪随机140面体网壳结构相互作用的数值仿真模型,并对空中爆炸和地面爆炸的3种不同距离共6种工况下,网壳结构的特征表面超压作用过程进行了计算和分析,拓展了试验结果;最后,对伪随机网壳表面冲击波超压分布规律进行了研究,并提出了增强网壳结构安全性的防护措施,为伪随机网壳结构抗冲击安全设计提供了参考。结果表明:与传统对称网壳结构相比,伪随机网壳在超压峰值分布规律和作用机制等方面都更为复杂,受到结构伪随机特性的影响,在相似位置表面,超压峰值也有明显差异;网壳迎爆面底部和中部超压峰值与其他部位相比,一般较高;在网壳外一定距离构筑防爆墙和加固网壳中部及底部节点的方法,可提升伪随机网壳结构的抗冲击安全性。     

聚能射流参数的工程化函数研究

为了分析药型罩锥角、壁厚及炸药参数对聚能射流性能的影响规律,利用AUTODYN对射流形成过程及参数进行了数值模拟。结果表明,射流头部速度随锥角及壁厚的增加而减小,随炸药爆速的增加而增加;射流半径随药型罩壁厚和锥角的增加而增加。并拟合得到了射流头部速度和射流半径的工程化函数,利用该工程化函数可以快速估算聚能射流的性能参数。     

转速和着速对PELE横向效应的影响

采用AUTODYN-3D软件对横向效应增强型侵彻体(PELE)侵彻金属靶板的过程进行数值模拟。通过分析不同转速和着速下PELE弹丸的剩余速度、靶板扩孔直径、破片的质量-数量分布和破片飞散角情况,得到PELE弹丸的横向效应随转速和着速的变化规律。研究结果为PELE弹药转速和着速的设计提供参考。     

活性材料PTFE/Al动态压缩性能

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验技术,研究两种不同配比的聚四氟乙烯/铝(PTFE/Al)活性材料(PA265和PA35)在高应变率下的力学压缩性能与加载反应性能,对比分析了铝含量不同对PTFE/Al活性材料的屈服强度,破坏性能,反应性能的影响.研究结果表明: 两种PTFE/Al活性材料存在应变率效应,在应变率1000～8000 s-1范围,PA265的屈服应力为32～44 MPa,PA35的屈服应力为40～55 MPa.铝含量越高,PTFE/Al的屈服强度越高; 在应变率3100～5800 s-1范围内,两种材料的破坏应力基本相同,约为143～153 MPa; PA265和PA35的临界反应应力分别为157,163 MPa; 铝粉含量不能高于35%,否则由于缺少足够的氧化剂(PTFE)而普遍出现不完全燃烧反应的现象.     

钢筋混凝土板在爆炸作用下的破坏研究

采用LS-DYNA970中药束自由度的方法,建立了钢筋混凝土板的有限元计算模型,用流固耦合方法和加栽爆炸函数的方法,进行了爆炸加栽下的数值模拟研究,研究表明在加载面上删除失效单元不多的情况下,采用加载爆炸函数法可以得到与流固耦合法相近的结果.采用约束自由度方法建立的钢筋混凝土模型简化了建模过程,计算精度与固结法相同.计算结果和文献中实验结果基本符合,约束自由度法用于钢筋混凝土结构在爆炸载荷下的数值模拟是简便可行的.     

保护罩破坏机理的分析及改进设计

为了研究分离装置中保护罩内部破坏原因,针对一种保护罩结构,应用应力波在介质中传播的理论,对保护罩内部破坏机理进行分析.理论分析结果与试验结果一致.同时利用有限元程序LS-DYNA对保护罩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.最后,根据理论分析结果,提出一种保护罩改进设计方案,并通过数值模拟说明改进设计方案是合理的.     

Pressure-impulse diagram with multiple failure modes of one-way reinforced concrete slab under blast loading using SDOF method

Two loosely coupled single degree of freedom (SDOF) systems were used to model the flexural and direct shear responses of one-way reinforced concrete slabs subjected to explosive loading. Blast test results show that the SDOF systems are accurate in predicting the failure mode of the slab under blast loads by incorporating the effects of the strain rate effect caused by rapid load application. Based on different damage criteria, pressure-impulse (P-I) diagrams of the two failure modes were analyzed with the SDOF systems. The effects of span length, concrete strength, and reinforcement ratio of the slab on the P-I diagram were also investigated. Results indicate that a slab tends to fail in direct shear mode when it is of a smaller span length and tends to fail in flexure mode when it is of a larger span length. With the increase of the concrete strength or reinforced ratio, both the flexure and shear capacity increase. Based on numerical results, a simplified method and a semi analytical equation for deriving the P-I diagram are proposed for different failure modes and damage levels.     

冲击荷载下钢管混凝土柱模型力学性能试验研究

为研究冲击荷载下钢管混凝土柱（CFT）的力学性能，采用φ57mm轻气炮实验装置和技术，进行了8个钢管混凝土柱模型的冲击试验及模拟分析计算。测得了不同弹体冲击速度下试件表面的应变时程曲线，获取了试件破坏形态及残余变形，比较了不同弹体冲击速度、试件装夹部位、试件外包约束等因素的影响。结果表明，冲击荷载作用下试件残余变形、应变变化直接与弹体冲击速度有关；受弹体碰撞后，试件冲击端的残余变形最大；装夹部位设在试件中部更能真实的模拟试件受力的真实情况．外包碳纤维对试件的抗冲击性能有一定的改善，尤其是在横向变形较大的部位；钢管混凝土柱模型试件的应变量级很大，环境噪声影响较大，可采用大阻值和大量程应变片提高应变准确度。     

三氟化氯与碳氢燃料反应放能试验研究

在对三氟化氯与碳氢燃料反应机理进行分析的基础上,进行了密闭环境下三氟化氯与碳氢燃料的反应放能试验研究.结果表明:三氟化氯与碳氢燃料可以发生剧烈反应,释放大量的能量,将碳氢燃料部分雾化并喷出密闭空间,激活的碳氢燃料一旦接触空气,便诱发碳氢燃料的剧烈爆燃;在无氧条件下,三氟化氯与碳氢燃料爆炸反应所释放的能量相当于1.8倍T...     

应力波在有地下复合结构的岩石介质中传播规律研究

复合结构在抗动荷载方面具有明显的优势，它比一般的结构能够吸收更多的冲击能量。根据φ2．5m爆炸模拟器上所做的实验结果和动力有限元方法对应力波的传播进行的计算，对应力波在有软回填层的地下复合圆形结构的介质中传播规律及与复合结构体系的相互作用进行了分析研究，给出了应力波在有软回填层的地下复合圆形结构的介质中传播规律。