POZD涂层钢筋混凝土板抗震塌性能

为研究POZD涂层钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的抗震塌性能,对3种试验模型开展不同梯恩梯（TNT）当量的接触爆炸试验。通过对试验模型的毁伤状态观察及数据统计,研究分析了POZD涂层的破坏模式和抗震塌机理。结果表明：POZD涂层钢筋混凝土板具备较为优越的抗震塌性能,随着涂层厚度的增加,抗震塌能力逐渐增强,且震塌系数呈线性减小趋势;钢筋混凝土板喷涂8 mm厚POZD涂层后,抗震塌能力远优于内衬3 mm厚Q235b钢板;在集团装药接触爆炸（球面波）作用下,POZD涂层的毁伤模式为圆锥状鼓起,该鼓起为混凝土碎块和冲击波的复合冲击作用下出现较大塑性变形所致;当冲击荷载超过POZD材料的极限抗拉强度时,除在锥尖处出现较小的圆孔状剪切破坏外,涂层仍能保持整体完好并持续有效约束混凝土碎片,不致产生大面积震塌破坏;在高应变率、强动载作用下,POZD涂层仍然能够保持大变形、高塑性特性,通过自身大变形吸收冲击波能量,约束混凝土碎片,起到较好的抗震塌效果。     

空中爆炸载荷下梯度波纹夹层板抗爆性能仿真研究

通过有限元软件Autodyn模拟了梯度波纹夹层板在空中爆炸载荷下的动态响应,分析了芯层排列顺序对其响应模式和抗爆性能的影响;在此基础上,选择抗爆性能最优的芯层组合填充聚氯乙烯泡沫,研究了填充方式对其抗爆性能的影响;分析了夹层结构的吸能特性。结果表明：芯层壁板厚度从迎爆面到背爆面逐渐减小的组合具有最优的抗爆性能,且只在第一层填充泡沫的梯度波纹夹层板的下面板变形最小;从迎爆面到背爆面单层填充时,聚氯乙烯泡沫的吸能不断下降;随着填充层数增加,下面板变形以及聚氯乙烯泡沫和下面板的吸能逐渐增大。     

聚脲涂覆Q235钢板抗爆性能试验研究

为了研究聚脲涂覆钢板在爆炸载荷下的防护能力和机理,通过试验研究了不同涂覆位置及厚度的聚脲涂层对不同厚度的Q235钢板抗爆性能的影响,并利用应力波传播规律揭示了不同涂覆模式下复合靶板的破坏机理。结果表明：在本文试验条件下,采用背面涂覆时,能有效提高钢板的抗爆性能,且聚脲涂覆厚度越厚,效果越好。正面涂覆时,对3.5mm的钢板的抗爆性能有所提高,但效果不明显;对3mm的钢板却会削弱其抗爆性能,加剧破坏程度。双面涂覆时,随着钢板及聚脲厚度组合的不同,抗爆性能呈现差异性变化。     

钢丝网高强混凝土抗爆性能试验研究

在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.     

非金属复合材料抗爆性能研究

根据非金属复合材料抗爆性能研究的需要,通过带壳装药爆炸的理论分析,提出了防护半径的确定方法。综合使用破坏型防护半径和膨胀型防护半径,通过爆炸实验,验证了成品的抗冲击性能。对冲击波超压和噪声进行了测试,结果表明：新型防护材料具有良好的衰减冲击波和爆炸噪声性能。     

钢筋混凝土楼板在爆炸荷载作用下破坏模式和抗爆性能分析

利用LS-DYNA软件对钢筋混凝土楼板在爆炸荷载作用下的毁伤破坏进行数值模拟研究,得到了钢筋混凝土楼板在不同当量的装药、爆距作用下发生不同的3种破坏模式。在此基础上分析不同钢筋混凝土抗压强度、比例距离及爆点相对于楼板的方位角、俯仰角与楼板毁伤破坏程度之间的关系。研究结果表明:当峰值压力较大,作用时间较短时楼板主要发生剪切崩塌破坏;而在峰值压力较小,作用时间较长时,钢筋混凝土板主要发生中部弯曲破坏;随着混凝土抗压强度和比例距离的增加,楼板的破坏程度逐渐减小;随着爆点俯仰角的增加,楼板的破坏程度逐渐增大,不同的爆炸方位角对钢筋混凝土楼板的毁伤破坏影响较小。研究结果可为工程应用及毁伤评估提供参考。     

舰船舱内爆炸载荷下Y形夹层板动响应及抗爆性能影响因素

针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有关,爆距较小时面板易发生局部隆起变形,爆距较大则易发生整体碟形变形或板格变形,芯层强、面板弱时面板易发生板格变形,面板强、芯层弱时则易发生整体碟形变形,迎爆面板和V形芯层的刚度较大时背爆面面板则发生整体碟形变形。总结了Y形芯层在舱内爆炸载荷作用下的3种典型变形情况,即V屈曲I失稳、V屈曲I不变、V不变I不变;探究了迎爆面面板厚度、V形芯层厚度和I形芯层厚度对Y形夹层板结构抗爆性能的影响,发现增加迎爆面面板厚度和I形芯层厚度都可以显著降低背板变形,但增加迎爆面面板厚度会使得结构总吸能降低,增加I形芯层厚度则结构总吸能基本不变,增加V形芯层厚度则V形芯层吸能急剧下降,背板最大变形先增加再减小,结构总吸能下降。     

不同强度混凝土及钢筋对钢筋混凝土柱抗爆性能的影响

以钢筋混凝土(RC)柱在爆炸载荷作用下的毁伤和防护为背景,研究新型材料超高性能混凝土(UHPC)、高强混凝土(HSC)和高强钢筋(HSS)对RC柱在近距离爆炸载荷作用下的动态响应.利用有限元显式动力分析软件LS-DYNA建立RC柱三维有限元模型,该模型运用光滑粒子流体动力学方法考虑了压缩碎裂和震塌局部效应.通过实验验证...     

钢筋混凝土端面重墙结构的抗爆性能规律

为研究钢筋混凝土端面重墙结构在爆炸冲击波下的抗爆性能,依据最大TNT当量为300 kg的现场试验,对D1、D2、D33种不同构型端面重墙的损伤破坏规律进行数值模拟研究.基于LS-DYNA有限元分析软件,建立流体和固体耦合数值模型,计算得到3种重墙房屋结构在爆炸冲击波作用下的破坏形态,并利用试验结果校正模型参数.进一步利...     

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。     

SFRC及混凝土遮弹板抗接触爆炸性能的数值分析

为了对混凝土及钢纤维混凝土材料的抗爆炸性能进行对比研究,利用LS-DYNA3D动力有限元程序采用Lagrangian-Eulerian耦合方法,对接触爆炸作用下混凝土及钢纤维混凝土遮弹板的迎爆坑形成过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好．确定了2种材料爆炸压缩破坏系数Ka值,并给出了遮弹板底部砂土介质中压力的分布情况．研究表明。混凝土中加入钢纤维提高了材料的抗压强度及断裂韧度,使钢纤维混凝土抗爆能力优于基体标号相同的普通混凝土．     

TIG熔修提高船体钢焊接接头抗爆性能研究

围绕ＴＩＧ熔修技术提高船体钢焊接接头抗爆性能问题进行了比较全面的试验研究，结果表明，经熔修处理后的４４１ＭＰａ和５８８ＭＰａ级船体钢焊接接头与未熔修相比，其爆炸冲击抗力均有不同程度的改善，其中，尤以４４１ＭＰａ级船体钢接头效果最为显著。这对提高舰船生命力和可靠性具有重要的实际意义。     

陶瓷复合靶板抗侵彻性能试验及数值研究

为研究叠层复合靶板结构对防护性能的影响机理,对两种不同排布结构的靶板进行侵彻试验及数值模拟研究。根据DOP(depth-of-penetration)实验方法,进行14.5 mm穿甲弹对10 mm厚氧化铝陶瓷+10 mm芳纶板+6 mm 616装甲钢以及10 mm厚氧化铝陶瓷+6 mm 616装甲钢+10 mm芳纶板两种结构靶板的侵彻试验研究,通过数值模拟进一步分析弹丸侵彻不同排布结构的靶板变形破坏过程。结果表明:两种靶板结构中前者防护性能优于后者,其防护系数分别为3.41和3.30;装甲钢作为芳纶支撑板,有助于增加弹丸侵彻阻力;芳纶位于陶瓷板及装甲钢之间,有助于缓解二次冲击对陶瓷板的损伤。     

水下接触爆炸作用下双层加筋板架结构的损伤特征

随着水下兵器制导技术的进步,水下近场爆炸乃至水下接触爆炸对舰船生命力构成的威胁受到关注.针对舰船舷侧、底部通常采用的双层结构,设计一套用于水箱试验的缩尺双层加筋板架结构,进行一组不同爆距下的水下接触爆炸试验.通过高速摄像机采集试验中水下爆炸、气泡脉动、结构变形的光学影像,得到不同爆距下的双层加筋板架结构损伤结果和损伤模式.结果表明,随着爆距的减小,板架损伤模式由外板与加强筋连接处的剪切撕裂转向加强筋之间的外板板格内发生多个或单一花瓣形破口,破口区尺寸也随着爆距的减小而增大.     

回火对低碳贝氏体钢组织与性能的影响

本文研究了Si—Mn—Mo低碳贝氏体钢在回火过程中的组织转变和性能变化。结果表明,该钢奥氏体化空冷后获得的粒状贝氏体组织,经300℃回火后具有良好的强韧配合,而在400℃～500℃回火时出现明显的回火脆性。通过研究回火后的组织转变及残余奥氏作热稳定性、机械稳定性的变化,探讨了粒状贝氏体韧化及脆化机理。提出了适于该钢的最佳回火工艺。     

稀土对碳锰纯净钢纵向冲击性能的影响

利用数字化冲击试验机研究了稀土对碳锰纯净钢的纵向冲击性能的影响,实验结果表明,铈对室温纵向冲击功的作用不明显,而镧降低冲击功。稀土对-60％冲击性能的影响非常显著,镧、铈含量为0.005％(质量分数)的材料,冲击性能明显改善;稀土含量较高时,冲击性能恶化。适量的稀土有利于提高裂纹扩展功。碳锰纯净钢中添加稀土后冲击性能的变化,与稀土的固溶作用,稀土对第二相的转化和形成,以及稀土对晶界状况的影响有关。     

钨合金穿甲弹侵彻钢装甲过程对弹坑附近靶板性能的影响

采用测量硬度和观察弹坑附近靶板中流线变化的方法研究了钨合金模拟穿甲弹在侵彻不同状态靶板时侵彻过程对弹坑周围材料的影响。结果发现,靶板处于在350℃及以上温度回火状态时,侵彻过程会使弹坑附近的流线发生变化,而且侵彻过程中弹坑附近流线的变化与硬度的变化规律是一致的。这种情况表明,材料在这种状态下培啻的扩孔理论是不适用的,可以用与动态剪切屈服强度有关的阻力计算侵彻过程的参数。     

焊接电流对低密度钢焊接性能的影响

为研究不同焊接电流对焊接低密度钢的金相组织、显微硬度、切应力及拉伸性能的影响,用200、190、185 A电流焊接低密度钢.结果表明:焊接电流越小,晶粒越细,对组织影响越大,热影响区晶粒增大;显微硬度最高处为熔合区,最低处为焊缝区;显微硬度随焊接电流增大先增后减;焊接电流为190 A时,切应力最大,为120 N,随结合宽度增大,切应力增大;焊接电流为190 A时焊后力学性能最好.     

焊接压力对SIMP钢TLP扩散焊接头组织性能的影响

为研究焊接压力对接头组织性能的影响,以BNi_2与FeNiCrSiB非晶合金箔为中间层材料、氩气保护,在不同压力条件下对SIMP马氏体耐热钢进行瞬时液相扩散焊接,焊接温度为1 240℃、保温时间为200 s。结果表明:随压力由4MPa增加到6 MPa,焊缝宽度变窄、接头晶粒细化、接头强度提高,接头最高抗拉强度约为783 MPa;但焊接过程中施加的压力过大会引起母材较大变形,从而影响焊接质量。