π／2角楔体中的冲击波形成和发展

本文利用弹性动力学中的自相似方法和复变函数论方法,研究了在脉冲匀速运动剪切载荷作用下π/2角楔形弹性体中冲击波的形成和发展。第一次以封闭解的形式给出了应力和位移的表达式,并对高速冲击下的破坏机理进行了解释。     

含工频续流的冲击低压联合试验回路

为评估380V/220V电气设备在雷电冲击波与工频电源共同作用下的动作特性,设计了冲击试验与工频续流试验同步进行的联合试验回路.通过对RLC串并联谐振回路谐振特性的研究,利用ATP-EMTP对联合试验回路各元件的参数进行了仿真计算,设计出了一种含工频续流的可靠冲击联合试验回路,采用同步控制回路解决了冲击试验与工频续流试验同步的问题.试验表明:该联合回路能在产生1.2/50μs冲击波形的同时产生频率约为50Hz的正弦电流波形,满足检测低压设备在雷电冲击波与工频电源共同作用下动作特性的要求.     

破片对屏蔽炸药的撞击起爆研究

研究高速柱形破片撞击带壳Ｂ炸药的冲击起爆。方法用一维应力冲击波理论探讨靶板内冲击波压力的传播以及带壳Ｂ炸药的冲击起爆。结果给出了屏蔽Ｂ炸药的临界起爆能量和临界起爆压力。结验结果与理论分析二者吻合较好。     

雷电冲击作用下土体的变形特性分析

为研究雷电冲击作用下土体的变形特性,应用冲击波理论描述雷电冲击压力,基于麦克斯韦方程推导雷电在土中产生的电磁力表达式,采用Drucker-Prager弹塑性准则,建立雷电冲击压力和电磁力作用下的土体动态变形特性有限元模型,通过瞬态计算深入探究雷击过程中土体的变形特性,并结合土中应力分布特征对变形进行动力分析,采用正交分析法研究土体力学参数对模型结果的影响以及主次因素排序,分析主要因素和雷电流峰值对模型结果的影响规律。结果表明：一定雷电冲击作用下,土体变形呈先急剧增加而后变形速率逐渐减缓,经过部分回弹后再趋于稳定,在此过程中,土中应力变化动态规律与应力波传播规律类似;土体内摩擦角和弹性模量对土体变形的影响相对较为显著,参数较小时将造成明显的变形增加,且内摩擦角的改变将影响表面土体竖向变形曲线分布规律;此外,随着雷电流峰值的增大,电磁力对土体变形的影响程度显著提升。     

碳纤维织物增强复合材料的冲击响应特性

采用一维平面应变加载实验技术及拉氏分析方法 ,研究了二维碳纤维织物增强复合材料在高速冲击载荷作用下的宏观动态响应特性 ,得到了该材料在高速冲击载荷作用下流场内应力σ ,质点速度u ,密度 ρ ,应变ε ,及应变率ε· 等参量随时间及空间的变化规律 ,获得了该材料较全面的宏观动态力学响应信息 .结合冲击动力学理论 ,对该材料在高速冲击载荷作用下的响应特征进行了分析和讨论     

破片对屏蔽炸药的撞击起爆研究

目的　研究高速柱形破片撞击带壳Ｂ炸药的冲击起爆． 方法　用一维应力冲击波理论探讨靶板内冲击波压力的传播以及带壳Ｂ炸药的冲击起爆, 采用 Φ１４．５ ｍ ｍ 口径的滑膛式火药枪作为发射器, 并用靶网测速法对破片撞击屏蔽炸药（Ｂ炸药ＴＮＴ／ＲＤＸ＝ ４０／６０） 的撞击引爆问题进行了理论和试验研究． 结果　给出了屏蔽Ｂ炸药的临界起爆能量和临界起爆压力． 结论　实验结果与理论分析二者吻合较好     

非晶态碳材料的冲击波响应试验研究

研究了非晶态碳材料板碰撞下的一维应变动态响应.利用在碰撞材料样品和非晶态碳样品上的石英压力传感器测量了样品中的应力历史和冲击波速度.对试验测得的速度及应力历史进行了分析处理.在4.0 GPa的冲击条件下,非晶态碳材料的冲击响应波形是简单稳定的,其一维应变条件下为非线性弹性响应,在试验冲击应力范围内没有发现非弹性变形.试验数据显示材料的Hugoniot曲线是上凸的,与熔硅材料相似.试验结果表明非晶态碳材料冲击状态下内部传播的不是一个冲击波而是一个压缩波.     

激光冲击处理对X70管线钢焊接接头力学性能的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了表面强化处理,分析了激光冲击强化处理后焊接接头组织结构,用显微硬度计测试了焊接接头显微硬度,通过X射线应力仪测定了残余应力沿焊接接头表面的分布规律,并对管线钢焊接接头激光冲击强化的微观机理进行了分析。结果表明:激光冲击波可以在焊接接头表面形成塑性变形层,显微硬度明显提高;材料组织均匀性得到了明显改善;消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了残余压应力场。     

气动冲击作用下钢材表面局部应力场分析

针对气动冲击作用下钢材表面局部应力场开展试验研究,从宏观和微观角度分析冲击作用下构件表面的残余应力场变化规律及硬化程度。同时,建立冲击过程的静力等效模型,分析不同的冲击参数对其残余应力场分布规律的影响,结果表明随着冲击的进行,试件表面残余压应力逐渐增大,且增幅趋于平缓,同时钢材表面晶格尺寸减小、硬化程度提高。有限元分析结果显示冲击作用下可以使构件产生明显的残余压应力,随着材料硬化程度的提高,增大冲击频率对残余压应力的提高效果不明显,较大尺寸的冲击头使得残余压应力分布更为均匀,范围更大。     

静态与瞬态应力同时作用下梁的实验分析(摘要)

在结构物应力分析中,梁或杆的静力分析已很完善,受到冲击、爆破或地震等动载作用的情况也有较多研究,从现有资料看,这两类研究都只单独考虑静载或纯动载作用。实际工程中,许多结构物都是在承受自重等形成的较高静应力基础上,再承受诸如地震、爆破、冲击等的瞬态应力作用,这种情况在地下工程结构物,地下岩体开采中更为明显。静载与瞬变载荷同时作用下,结构物的应力分析是一个动态过程,而且涉及到介质动态响应特性、材料参数(E、v、fσ等)、及应力波在初应力介质中的传播特性等一系列较为复杂的问题,本文采用动态光弹性技术,成功地完成了静载与动载(冲击、爆破)的同时施加,讨论了梁杆等构件在混合载荷作用下的应力分布情况、应力波在初应力介质中的传播特性。     

界面点源和半圆柱在直角域中的反平面散射

为得到直角域中垂直边界上的半圆柱对点源载荷的反平面弹性动力学解析解,按照镜像方法和波函数展开法,研究了点源对半圆柱的稳态散射以及其与边界的相互作用,得到直角域中的位移场和应力场.首先,延拓直角域为半空间,延拓半圆柱为圆柱,得到等价问题;其次,构造位移波的波函数级数表达式;最后,对圆柱边界做Fourier展开,定解波函数系数.数值计算了圆柱边沿的动应力,结果表明,半圆柱的散射总是明显地分为投射侧和隐蔽侧,相对低频总是能引起更大的动应力,介质参数对径向动应力和周向动应力的分布,有着截然不同的影响.理论分析得到的稳态解丰富了SH波散射的理论,为双相介质界面圆柱的SH波散射的Green函数方法奠定了基础,数值算例为相应的工程问题提供了参考.     

进气CO_2浓度和燃油压力对柴油机性能的影响

研究采用缸外混合方式在合适浓度范围内向气缸充入CO2,同时调整燃油喷射压力,探求在这两因素作用下,柴油机性能和排放的变化规律.试验结果表明:CO2充入缸内可以有效降低NOx排放量;随着燃油喷射压力上升,NOx会在持续增加到一定量后有所下降;在低喷射压力和高浓度CO2的双重作用下,有较高的碳烟排放量;CO2对柴油机排放性能的影响要大于对柴油机性能的影响.     

冲击内压作用下厚壁圆筒弹性动力分析

采用动态线性与非线性有限元分析软件对厚壁圆筒进行弹性动力分析 ,得到了厚壁圆筒在冲击内压作用下圆筒壁特别是内壁处的应力、位移、速度随时间的变化规律 ,求解结果和解析解吻合 ,说明力学模型的建立是可行的 ,计算结果是可信的 ,为厚壁圆筒在冲击内压作用下弹性阶段的设计计算提供了依据 ,并为厚壁圆筒在爆轰载荷的作用下弹塑性分析计算打下了基础     

半空间内洞室在冲击荷载作用下的瞬态响应

为了研究外界冲击力对地下洞室及周围土体的影响, 对半空间弹性土体圆柱形洞室在突加反平面冲击荷载作用下的瞬态响应进行探讨.将列车急刹车时对隧道产生的冲击力简化为半无限弹性体中突加在圆柱形洞室表面沿轴线方向的均布荷载,利用残余变量法求得频域解,运用Durbin提出的拉普拉斯数值逆变换给出问题的数值解,并将计算结果与静力情况下的结果进行比较,分析土体应力和位移随时间、弹性波的传播距离以及夹角的变化,结果表明：波到达后,该点土体的应力和位移均瞬间增大,随后慢慢减小并逐渐趋于静力值,波向外发散传播,并沿半径方向衰减;对于相同的传播距离上的各点,最大动应力和动位移与夹角无关;应力和位移最后的稳定值随着夹角的增大而增大.     

储罐外爆冲击波数值模拟及超压公式研究

为研究储罐外爆冲击波的传播规律和对储罐安全性的影响,应用软件LS-DYNA建立炸药-储罐的数值模型,并进行空爆数值计算。研究分析储罐外爆冲击波超压的衰减关系和罐体的动力响应,与经验公式的对比验证了模型的可信性,并结合经验公式平均值对数值模拟结果做了进一步修正。结果表明:冲击波运动到迎爆面中心后,外罐主应力在10 ms时迅速达到最大值,随后主应力值迅速减小,并不断振荡;迎爆面中心首先产生较大的拉应力,混凝土外罐的破坏属于脆性破坏;比例距离大于1时,现有超压计算公式拟合超压的衰减规律误差较小,比例距离小于1时,超压计算公式误差较大,修正后的超压计算公式可为储罐抗爆设计提供参考。     

隧道掌子面积水对瑞利波勘探影响研究

在使用瑞利波对隧道进行地质超前预报时,经常会遇到掌子面积水的情况。文章从分析瑞利波的波动方程入手,将掌子面积水假定为自由面上覆盖一层非弹性覆盖层,以此为基础推导出积水对瑞利波传播的影响方程,认为掌子面积水情况下,受到垂直应力的作用瑞利波发生频散,同时岩体质子的振动也会由于外界水体的存在而受到黏滞力的影响,瑞利波周期变大、频率变小。但是经过深入研究和结合工程实例,发现这种影响仅仅停留在积水层表面,对整个工程地质超前预报没有明显影响。     

节理形态及吻合度对应力波传播影响试验

为探讨节理形态及其吻合程度对应力波传播的影响,分析不同节理吻合系数JMC及其几何分布对节理的动态力学特性和应力波衰减规律的影响,试验采用水泥砂浆材料制备圆柱体试样模拟岩石试样,通过将圆柱体一端面分割为不同数量的扇形凹面来量化描述节理分布形态,同时对两个节理分布形态相同的试样旋转不同角度获得不同节理接触面积的组合试样.分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验结果表明:当组合试样的节理分布形态相同时,试样应力-应变曲线在加载段的非线性随节理接触面积减小逐渐增大,这反映了节理接触面积越小节理对试样加载初期的力学响应越明显;同样在组合试样的节理分布形态相同时,应力波透射系数和节理等效刚度均随节理接触面积增大呈线性增大;当组合试样的节理接触面积相同时,节理接触面几何分布越分散(扇形凹面数量越多)应力波透射系数和等效刚度越大,而且接触面积越大几何分布形态作用影响愈明显.     

Dynamic caustics test of blast load impact on neighboring different cross-section roadways

Using digital laser dynamic caustics experimental system and conducting simulation experiment researched the influence rule of blasting excavation of a new roadway on neighboring existed different cross-section roadways. The experimental results show that the influence of blast load on adjacent roadway has a good relationship with the cross-section of roadway. The expansion distance of precrack existed in circular, arch-wall, rectangular roadway is respectively 1.76, 1.61 and 0 cm under blast load.At the same time, the direct-blast side of rectangular roadway has more obvious damage compared with circular and arch-wall roadway. It explains that plane reflects more stress wave than arc, so that it exerts more tensile failure in the direct-blast side, which leads to less stress wave diffracting to the precrack in the back-blast side. When the precrack extends, higher value dynamic stress intensity factor in circular roadway works longer than that of arch-wall roadway. Indirectly, it explains that plane's weakening function on stress wave is significantly stronger than arc. Stress wave brings about self-evident influence on the upper and bottom endpoints of the rectangular roadway, and it respectively extends 1.03, 2.06 cm along the line link direction of the center of the blasthole and the upper and bottom endpoints on the right wall.     

不同坝型重力坝水下接触爆炸特性研究

近半个世纪以来,中国成为世界上建坝数量最多的国家。需要评估爆炸荷载对于大坝的安全的影响。本文为研究水下不同炸点接触爆炸对混凝土重力坝上游有折坡段和上游无折坡段两种坝型的动力响应以及破坏状态影响,进行了两种坝型的混凝土重力坝水下接触爆炸的动力响应及损伤破坏特性的对比分析。利用数值模拟方法计算了炸药在空气中爆炸对于混凝土板的损伤破坏,并与物理实验的结果进行对比。通过计算结果对比验证了所使用数值模型的正确性和可靠性。以混凝土重力坝上游有折坡段和上游无折坡段两种坝型为研究对象,考虑炸药-库水-空气-混凝土重力坝结构之间的动力耦合关系,对比分析了水下接触爆炸冲击荷载作用下,两种坝型的挡水坝段坝体的动态响应及损伤破坏分布特性。通过对比分析可知：混凝土重力坝上游有折坡段的挡水坝段减小了水下接触爆炸对坝体的加速度、速度及位移的动力响应。混凝土重力坝上游无折坡比有折坡坝型的挡水坝段在水下接触爆炸冲击荷载作用下损伤范围更大、更为严重。通过以上结果可得到结论：混凝土重力坝上游折坡段可以有效地散射爆炸产生的应力波,减小混凝土重力坝的损伤破坏程度。     

Solution of a hollow thick-wall cylinder subject to quadric function pressures and its limit when l→∞

The problem of a hollow thick-wall cylinder subject to quadric function pressures is solved with a new stress function, thus laying the basis for solving the spatial symmetric deformation of a hollow cylinder subject to arbitrarily distributed pressures.