分层岩土介质爆炸效应的三维仿真模拟

分层岩土介质的爆炸效应是一个复杂的动力学问题,运用离散元框架内的三维梁-颗粒模型模拟分层岩土介质的爆炸效应.把介质用颗粒单元离散化,在相邻颗粒间添加梁,这样研究对象就成为一个由颗粒单元与梁网络形成的复合结构.梁的作用是使颗粒的集合体具有与初始对象近似的强度性质.用离散元法描述颗粒单元的运动,并通过相邻颗粒间的相对位移计算梁的变形,根据梁的强度准则判别梁是否存在;裂纹的产生及碎块的形成通过梁的消失来体现.然后采用矩阵位移法计算梁的受力,并反作用于对应的颗粒单元上.模拟结果表明,梁-颗粒模型可以克服以连续介质力学为基础的有限元等数值方法对于模拟大变形时的局限性,可以逼真地体现爆炸载荷下裂纹的生成、扩展以及碎块的形成及飞离母体等大运动特征,且模拟结果与试验结果基本一致,该方法可用于爆炸效应数值模拟,是一种有效的手段.     

弹体侵彻混凝土过载特性研究

依据量纲理论 ,建立了混凝土中侵彻弹体过载特征的工程计算模型 ,对试验结果进行回归分析拟合出工程计算模型的具体公式 ,最后由试验中实测的过载特征参数验证了公式的可靠性     

超高性能混凝土收缩研究进展

收缩是超高性能混凝土(UHPC)早期开裂的主要诱因,主要综述了UHPC收缩的发展规律、测试方法、调控手段及其收缩机理。结果表明：UHPC的收缩主要由自收缩和干燥收缩组成,而自收缩通常占总收缩的78.6%～90.0%,且主要集中在早期,后期收缩基本趋于稳定;热养护和组合养护可促进水泥水化以及掺合料的火山灰反应,改善孔结构,有利于消除后期UHPC收缩应变;毛细管张力理论可以很好地从相对湿度、孔隙结构、自应力、界面结构、水合程度来解释UHPC自收缩机理;当前UHPC收缩的测试方法主要侧重于实验室内,需要开发出一种实际工程应用中UHPC的收缩变形测量技术,实现可长期监测、数据实时传输、开裂的预报预警,对于大型工程UHPC结构的实时养护和工程防裂指导十分重要。     

弹体侵彻岩体效应试验与理论研究

研究弹体在现场岩体中的侵彻效应对地下防护工程建设和武器战斗部设计都具有重要的现实意义,对弹体过载特性研究,不仅对钻地武器战斗部设计尤为重要,而且对全面认识侵彻过程中弹体的运动规律和与岩体的相互作用规律都有很大帮助.为了研究弹体侵彻岩体过程中的过载特性,开展了( 100 mm和( 300 mm弹的侵彻岩体试验,试验中测量得到的弹体过载曲线表明,在侵彻岩体过程中,弹体过载可以分为3个阶段:过载迅速增大阶段、过载稳定并缓慢减小阶段和过载迅速减小阶段.弹体侵彻岩体过程中在侵彻深度达到4倍的弹体半径时,受到的过载最大;弹体在侵彻过程中由于受到应力波的作用,弹体头部处的岩体受到损伤使其阻滞弹体侵彻的能力下降.根据所获得的试验结果并结合国外试验数据,提出一个新的岩体侵彻深度计算公式.计算结果表明,在一定范围内该公式的计算精度不低于著名的Young公式.针对试验结果,采用数值计算方法进行了模拟,计算结果与试验结果基本一致.     

弹丸在多层复合介质中的爆炸破坏效应研究

根据实验得到的运动弹丸在多层复合介质中不同深度爆炸时产生的弹坑形状、体积及破坏面积，对破坏效应进行了理论分析，建立了弹丸在多层复合介质中的爆炸破坏分区；考虑主要影响破坏效果因素条件下应用量纲分析方法，并结合实验数据得到了破坏参数与比炸深的无量纲关系式和关系曲线，由这些曲线能够方便地查找所需最佳破坏效果对应的比炸深，在相同条件下，该结果可推广到类似目标的爆炸破坏效应分析。     

半穿甲弹丸在复合靶中爆炸破坏效应的实验研究

实验测试了半穿甲弹丸在混凝土面层和沥青混凝土面层的多层复合靶中的爆炸深度及爆炸后形成的弹坑面积和体积;对多层复合靶中弹坑的形成机理和复合介质的爆炸破坏机理进行了探讨。结果表明,弹丸在混凝土面层的多层复合靶中爆炸后,其混凝土面层上先出现径向裂纹,后出现环向裂纹,环向裂纹与径向裂纹贯穿形成破碎区,并且径向裂纹的范围更大;混凝土面层靶的炸深比沥青混凝土面层靶的炸深浅,在药量相同情况下,沥青混凝土面层复合靶中爆炸形成最大弹坑体积和弹坑截面积均比混凝土面层复合靶中的大。     

地面建筑毁伤评估技术研究

针对信息化条件下目标毁伤效果的快速精确定量评估需求,采用蒙特卡罗方法和毁伤概率指数方法,建立了地面建筑物的毁伤评估方法与流程,开发了地面建筑毁伤评估分析程序,实现了预设武器攻击下目标的物理毁伤和功能毁伤效果预测分析、耗弹量计算、打击方案对比优化等功能。应用该程序开展了3种武器打击下某指挥大楼的毁伤效果评估分析,回答了防御方和进攻方关注的技术问题。结果表明,本文所采用的基本原理、技术流程、评估方法合理可行,高效便捷,可为弹药研制、工程目标防护及作战火力筹划提供技术支撑。     

地下钢筋混凝土拱形结构在顶爆条件下的抗爆试验

拱形结构作为地下工程的主要结构形式之一,目前大多研究都集中在数值仿真上,所得到的结构破坏特征及响应数据缺乏相应的试验验证,不能充分地指导地下工程的抗爆设计。为研究地下钢筋混凝土拱形结构在爆炸荷载作用下的破坏模式及抗爆性能,对其在顶爆条件下开展了5个不同爆炸距离和装药量的试验。结果表明:在同一爆距下,随着装药量的增加,拱形结构的破坏程度逐渐增加,破坏模式为由背爆面产生裂纹发展为混凝土层裂脱落、钢筋隆起变形,直至拱顶中心处混凝土塌落显著、钢筋严重弯曲变形。顶爆下拱形结构的破坏不仅与比例爆距相关,还受到爆距的影响,同一比例爆距下,爆距越大拱结构的破坏越显著。通过分析位移响应与装药量及爆距的关系,初步提出了以挠跨比为依据的破坏等级划分方法,为今后的结构破坏评估分析提供试验支撑。     

杀爆弹作用下阵地观察射击工事内生物毁伤效应试验研究

将羊置于钢筋混凝土阵地观察射击工事内，采用不同型号杀爆弹对其进行打击，考察了生物的毁伤效应，总结了生物不同等级毁伤对应的火力判据。试验表明：眼、耳、肺、心脏是生物的易损器官，冲击波、震动与混凝土碎片是生物的主要毁伤元；生物毁伤程度与弹着点位置、弹丸装药量、生物姿态等密切相关，而弹着点位置、装药量多少的影响尤其显著。