球形爆炸容器动力响应的实验研究

对一真实结构的球形爆炸容器在内部爆轰加载下的动力响应进行了实验研究,通过监测容器6个特征点的动态应变波形,分析了容器壳体的振动特性和动力学强度。研究结果表明,容器的强度设计是合理的,其动静转换的工程设计方法得到了实验的检验。     

内爆炸准静态压力对球形容器弹塑性动态响应的影响

利用单自由度模型对球壳弹塑性动态响应过程进行力学分析并推导出解析解,得到等向强化双线性弹塑性球壳在考虑准静态压力的内爆炸载荷作用下径向位移响应公式,解析结果与数值模拟结果吻合较好。对屈服发生于首个脉冲阶段和准静态压力阶段的两种情况进行分析,获得了准静态压力对球壳弹塑性动态响应的影响规律。研究发现,若屈服发生于准静态压力阶段,进入屈服阶段时刻会受准静态压力幅值影响,随准静态压力的增大而减小;无论屈服发生于哪个阶段,最大位移均出现于准静态压力阶段,且出现时刻有明显差异,最大位移值随着准静态压力幅值的增大而显著增大;与弹性响应结果相比,在弹塑性响应分析中准静态压力幅值对最大位移的影响更为显著。研究表明,在炸药的威力评估工作中,针对准静态压力效应采取结构弹塑性响应分析更有实用价值和指导意义。     

爆炸容器内部爆炸的数值模拟和实验研究

运用二阶精度TVD差分格式对平板封头型爆炸容器(长径比为1:1)在内部爆炸栽荷作用下的爆炸流场进行了数值模拟,得到内部流场的规律.数值模拟表明,在筒体和封头的结合处会形成三波汇聚的现象,压力急剧增加,正压作用时间变长.实验研究爆炸容器内壁面在不同药量TNT作用下的爆炸载荷大小,拟舍得到超压TNT基准方程,探讨了在爆炸容器内实现对含铝炸药威力评价的方法.含铝炸药RDX/Al在比例距离1.77处的超压TNT当量平均值为1.22.     

高能、含铝和温压炸药爆炸抛撒实验研究

采用高速运动分析系统观察了高能炸药、含铝炸药和温压炸药爆炸产物抛撒的过程;分析BLOT三种炸药的爆炸产物抛撒运动及后燃特点,得到了温压炸药具有爆炸和后燃二个过程,爆炸场范围大,温度高,后燃持续时间长;高能炸药与温压炸药相比爆炸场范围小,温度低,几乎没有后燃过程;含铝炸药介于温压炸药和高能炸药之间。     

爆炸冲击荷载作用下拱结构的弹塑性动力响应研究

采用数值模拟方法,研究拱结构在爆炸冲击荷载作用下的弹塑性动力响应。结构动力屈曲临界荷载由B-R 准则判定。研究结果表明:拱结构的动力响应过程可划分为4 个典型阶段,即弹性振动阶段、弹塑性稳定振动阶段、反直观动力响应阶段和压溃破坏阶段,拱结构反直观动力响应是其发生动力屈曲以后处于不稳定平衡状态中的一种动力响应模式;爆炸冲击持续时间越长,拱结构动力屈曲临界荷载越小;当冲击持续时间在某一范围内时,结构发生动力屈曲以后会出现反直观动力响应;爆炸冲击持续时间太长或太短,结构发生动力屈曲以后将不会出现反直观动力响应,即结构一旦发生屈曲就会出现毫无征兆的突然破坏,动力屈曲临界荷载就是动力失效荷载。     

小当量双层爆炸容器的研制

给出了一种可以减轻质量、减小成本的单次使用的双层爆炸容器结构形式,以一台2 kgTNT当量双层爆炸容器为对象,根据爆炸力学理论对其进行了设计分析。对该容器进行了动态测试,测试结果表明,该容器设计满足安全要求。     

平板封头圆柱形爆炸容器振动特性分析

通过监测3个测点的振动加速度,并结合固有振动模态对容器振动特性进行分析。结果表明,容器振动频率主要在前11阶以内;中环面处壳体振动以高阶频率为主,并随着载荷的增大有向呼吸振动频率靠近的趋势,工程实际中可在中环面外侧焊接加强层来避免谐振;远离中环面的壳体振动以低阶频率为主,且低药量时更易被激发,工程实际中通过减少壳体上非对称结构,将孔或盘类结构开设在中环面附近,从而减少低频谐振的影响。     

内爆炸载荷下弹钢的动态变形与断裂准则研究

在Ｔａｙｌｏｒ临界应力断裂准则的基础上，假定裂纹前端周向拉伸应力σ０＝ｋσＢ，理论和实验研究了两种弹钢（２０＾＃钢和９２６０钢）在内爆炸载荷作用下壳体的膨胀规律，以及断裂系数Ｋ值，应变，应变率和破裂半径。破片加嘏试验表明，理论计算与实验结果具有相当好的一致性。     

内爆炸准静态压力对球形容器弹性动态响应的影响

将球形容器内爆载荷简化为首个冲击波和准静态压力两部分,利用单自由度模型对球壳弹性动态响应过程建立力学分析模型并推导出径向位移响应解,LS-DYNA数值模拟结果与力学分析结果吻合较好,验证了该分析方法的可靠性。通过对所得到的球壳径向位移响应公式进行分析,获得了内爆炸准静态压力对位移响应的影响效应。研究发现,首个脉冲作用时间和准静态压力存在临界值,对最大位移出现时刻具有决定性影响,其中首个脉冲作用时间临界值与结构固有频率有关,准静态压力临界值与首个脉冲压力峰值及作用时间、结构频率、壳体厚度、材料弹性模量和泊松比等因素有关;最大位移出现于准静态压力作用期间时随准静态压力增大而增大,出现在首个脉冲作用期间时则不受准静态压力影响;最小位移随准静态压力增大而增大,后续等幅振幅值随准静态压力增大而减小。研究结果表明,采用多次使用型容器开展有限空间内爆炸效应威力评估时,不仅应考虑爆炸载荷首个脉冲冲量与后续准静态压力的具体细节,还应与结构动态响应历程和结构自身参数分析紧密结合。     

爆炸容器内准静态气压实验研究

准静气压是爆炸容器安全设计和失效分析的主要参数,由于爆炸过程的复杂性,国内外对爆后准静态气压研究得较少。为了研究爆炸容器内准静态气压的规律,设计了内径195 mm,最大装药密度即装药量与体积比为8.87 kg/m3的可重复使用爆炸容器。通过实验获得了爆炸准静气压载荷随时间变化规律,存在一个气压快速上升—指数下降—回升—准静气压,获得了准静气压和装药量与体积比的拟合关系。     

冷挤成形圆柱内壁矩形螺旋单元的实验研究

本文采用坐标网格法分析了冷挤压内斜齿轮的力学特点,实验结果给出了变形不同区域的应变特征和毛坯表面变形区内应力应变值及其变化规律,指出了变形区的外部边界和可能破坏的区域。给出的结果为计算变形力奠定了基础。     

榴弹弹钢动态特性的实验研究

利用掸击加载实验法和能量平衡理论模型，研究了三种弹钢在应变率ε＝１０＾３－１０＾４ｓ＾－１范围内的平均动屈服强度σ＾Ｄｓ和相关特性。在Ｔａｙｌｏｒ模型基础上，讨论了加载过程中材料动屈服限值随时间的变化历史。     

圆柱壳在中央面承受冲击荷载时的塑性动力响应的近似解法

在文献[1]的基础上进一步将加权余量法用于壳体的塑性动力响应问题。采用加权余量法中的配点法和子域法,求出简支圆柱薄壳在中央面承受冲击荷载时的塑性动力响应和阻尼介质对其的影响。     

阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响

应用矩量了域法分析了阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响，给出了每个运动阶段的解析解。     

硬化材料中的波传播与层裂效应研究

给出了简明有效的塑性本构关系及其在数值计算中的应用，并利用所建立的本构关系对高能炸药在钢板表面接触爆炸时钢板中应力波的传播及所产生的层裂现象进行了数值分析．对钢板材料采用理想塑性、各向同性硬化、随动硬化、联合的各向同性－随动硬化等模型进行了系统数值计算，从而得出了材料塑性硬化行为对波传播和层裂规律的影响，并进行了相应的分析．     

底排弹射击密集度的试验研究

底排弹底排装置的工作特性对底排弹的距离散布有着明显的影响。本文以初步的静态和飞行试验结果为依据,讨论了利用现有试验手段对底排因素引起的距离散布进行分析和计算的方法,并在此基础上提出了减小底排弹距离散布的途径。     

某高射机枪射频稳定性理论分析与实验研究

本文在分析影响高射机枪射频稳定性诸因素的基础上,建立了发射过程自动机动力学模型,分析了摩擦系数、复进簧刚度及导气室压力冲量对射频稳定性的影响,针对不同的复进簧刚度、不同的导气室压力冲量进行了实验研究,得到了诸因素对射频的影响规律,提出了改善射频稳定性的技术措施.研究结果为控制枪械射频稳定性提供了依据.     

火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题，激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上，对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究，检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度，对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响，并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后，身管的内表面硬度有明显提高，硬化层较深，且为很细的条状马氏体组织。     

序列柱腔内流动特性的实验研究

以反射面式膛口消声器为背景，设计了一种组合的序列柱腔装置，组成了一套程序柱腔内流的实验与测试系统，通过射击试验测量了多级柱腔内的压力变化规律，展示了序列柱 腔内的流动特点，初步揭示了序列柱腔的抑噪机理。