爆速对爆炸焊接结合界面波形的影响研究

本文通过爆炸焊接结合界面波形来对爆炸焊接质量进行定量研究,通过SPH数值模拟、经验公式与试验研究相结合的方法,对板板爆炸焊接的焊接结合界面进行研究。针对Q235钢的板板爆炸焊接的爆炸焊接窗口进行了分析,建立了Q235钢板板爆炸焊接的爆炸焊接窗口的经验公式。在此基础上针对Q235钢材料的的搭接焊,进行了炸药爆速约3 421 m/s和4 256 m/s的板板爆炸焊接数值模拟与试验研究,对爆炸焊接界面波形进行对比分析,同时获取了Q235钢板板爆炸焊接数值模拟与经验公式所获得的碰撞速度。结果表明,SPH-FEM耦合算法可以对爆炸焊接进行较为精准地计算,此算法可以作为爆炸焊接的有效算法。爆炸焊接时由于爆轰波的传播及爆轰产物的飞散,会产生边界效应,边缘位置处的碰撞速度小于中心位置。炸药的爆速越大,焊接结合界面的波长越长、波幅越大。当炸药爆速过大时,结合界面会出现过熔现象,从而影响界面结合强度。     

爆炸冲击波的环流效应数值模拟研究

利用任意拉格朗日欧拉（ALE）算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程。针对有障碍物阻档时空气冲击波的环流现象进行数值模拟，得到在爆源周围有障碍物时爆炸场初始发展、环流情况及整个传播过程，并分析了空气冲击波的环流规律。研究结果表明，所采用的方法可以很好地描述空气冲击波环流流场参量分布与变化规律。数值模拟结果符合物理规律。     

无网格方法在爆轰数值模拟中的应用

以SPH算法为代表的无网格方法在爆轰波的数值模拟中具有明显的优势,采用SPH算法模拟高能炸药水下爆炸爆轰过程,得到了压力、速度等时历曲线.将数值模拟结果与理论和实验方法得到的结果进行了对比分析,表明SPH算法非常适宜处理高能炸药水下爆炸的极短瞬时具有大变形和高度非均匀的动力学极端情形,且求解结果已达到了较高的精度。     

爆炸荷载作用下部分埋置结构响应的数值模拟方法

为了比较不同的数值模拟方法进行动力响应分析的优缺点,采用爆腔内壁施加经验压力和高爆炸药材料模型(ALE算法)模拟爆炸荷载,分析了部分埋置结构的动力响应．结果表明:爆腔内壁施加经验压力时程模拟爆炸荷载的方法与Lagrangian算法模拟爆炸荷载的方法所得的数值结果相近,但其计算精度低于ALE算法, Lagrangian算法和ALE算法相比,所需计算工作量较少,爆腔内壁施加经验压力模拟爆炸荷载的方法在实用性上具有一定的优势．     

深部岩体爆破爆炸地震波辐射模式与能量特性数值模拟研究

对于深部岩体爆破,普遍认为地应力的存在将改变爆生裂纹的传播过程并最终影响岩体爆破开裂区的分布,但对于地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波辐射模式的影响,目前还鲜有研究报道.本文采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究了地应力对岩体爆破开裂及爆炸地震波辐射模式和能量特性的影响.结果表明,在地应力作用下岩体爆破开...     

爆破地震的数值模拟及爆破振动规律分析

在LS-DYNA软件框架内,建立了适合土体爆炸动力分析的实用模型,对某利用微差爆破诱发人工地震的原位试验进行了数值模拟,结果表明,计算得到的地表加速度时程与实测值比较吻合.因此,可预先利用数值手段对为爆破试验方案提供指导,对爆破地震结果进行预测.在此基础上,分析了地层中的爆破振动规律,表明自炸药的埋深向上,随着深度的减小、爆心距的增加,爆破水平向加速度幅值和速度幅值逐渐减小,而竖直向加速度幅值和速度幅值则呈现先增大,后减小,到了近地表自由面又基本维持稳定的趋势.数值结果丰富了爆破地震的研究,为微差爆破模拟天然地震、并以此来研究土体地震动力响应提供了经济、简便而实用的方法.     

建筑物下爆破震动放大效应的数值模拟

以某隧道爆破施工为背景,运用有限元程序分析了爆破震动高程放大系数K′与爆心距R的水平投影S比值(R/S)的变化特征,由此确定了考虑高程放大效应的爆破震动衰减规律.数值模拟的计算结果指导和优化了爆破施工,现场实测也表明,数值模拟的误差在工程允许的范围内,有助于城市复杂环境下爆破震动效应的预测以及爆破震动放大效应的理论研究.     

爆炸冲击波作用下建筑结构动力特性的数值模拟与试验

利用ALE算法和炸药爆轰产物JWL状态方程,采用动力分析有限元程序LS-DYNA3D,对2层框架结构建筑物在爆炸冲击波作用下的动力特性进行数值模拟,并通过结构模型的爆炸试验,得出不同位置处质点压力和加速度时程曲线.研究表明,数值模拟与现场试验结果基本吻合,汽车炸弹在近距离爆炸时对建筑物的破坏威胁较大.     

理想气体状态方程在计算炸药爆炸参数上的应用

热力学平衡理论允许由初始状态和最终状态计算爆炸气体的爆热、爆温和爆压，而不需要考虑过程中的其它状态（如爆轰状态）的反应速率。在这个理论基础上利用理想气体状态方程及状态函数法对爆热、爆温及爆压等参数进行了简化计算。     

气体爆炸载荷作用下抗爆容器的动力学响应

首先对抗爆容器内气体爆炸载荷进行了研究分析,利用非线性有限元软件ANSYS和Von Mises屈服准则对抗爆容器在气体爆燃和爆轰两种不同情况下的动力学响应进行了强度分析,得到了抗爆容器特征点的等效应力时间曲线和主要部位的等效应力云图以及壳体变形特征。在爆炸载荷作用下,抗爆容器在容器与接管以及与支撑板连接部位出现较高的峰值等效应力。和爆燃载荷相比,爆轰载荷条件下抗爆容器各部位的峰值等效应力大得多。抗爆容器在爆燃载荷作用下处于弹性变形范围,处于安全状态;在爆轰载荷作用下,容器局部发生塑性变形并进入塑性屈服,但由于材料的应变率强化效应,可以认为该容器整体上还是安全的。     

钢筋混凝土介质爆破开裂过程的数值模拟

针对钢筋混凝土结构的有限元分析方法的局限性和缺乏理论性的问题,运用ANSYS/LS-DYNA计算仿真软件,建立炸药在钢筋混凝土中爆破的数值模型,分析钢筋混凝土介质的爆破开裂过程,并进行力学分析与计算,得到爆炸应力波与破坏介质之间的影响关系,验证了钢筋混凝土破坏的基本理论.     

钢管混凝土柱对爆炸冲击波影响的数值模拟研究

通过LS-DYNA软件对两种截面的钢管混凝土柱在爆炸荷载下爆炸冲击波的传播过程进行了三维数值模拟。混凝土采用HJC模型,钢管采用了考虑应变率的随动硬化塑形模型,炸药采用TNT炸药,使用LS-DYNA程序中的高能炸药爆轰产物压力-体积关系的JWL状态方程分析了爆炸冲击波的传播过程,得到了在不同比例距离下爆炸冲击波在通过两种截面柱子时超压峰值的衰减及增大规律。     

Detonation Propagation Characteristics of Superposition Explosive Materials

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓｔｒｉｐ ｓｈａｐｅｄｃｈａｒｇｅｓｍａｄｅｕｐｏｆａｄｅｔ ｏｎａｔｉｎｇｃｏｒｄａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｗｅｒｅｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｉｎｓｍｏｏｔｈｂｌａｓｔｉｎｇ ,ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｂｌａｓｔｉｎｇ ,ｄｅｅｐ ｈｏｌｅｂｌａｓｔｉｎｇ ,ｑｕａｒｒｙｉｎｇｂｌａｓｔｉｎｇ ,ｅｔｃ .Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｃｈａｒｇｅｐａｔｔｅｒｎ…     

Numerical simulation of parallel hole cut blasting with uncharged holes

The cavity formation and propagation process of stress wave from parallel hole cut blasting was simulated with ANSYS/LS-DYNA 3D nonlinear dynamic finite element software. The distribution of element plastic strain, node velocity, node time-acceleration history and the blasting cartridge volume ratio during the process were analyzed. It was found that the detonation of charged holes would cause the interaction of stress wave with the wall of uncharged holes. Initial rock cracking and displacement to neighboring uncharged holes become the main mechanism of cavity formation in early stage.2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.     

Numerical Simulation of the Shaped Charge Jet Velocity Effected by Warhead Shell

The numerical simulation for the process of shaped charge jet produced with the shell of explosives is performed by means of the ANSYS/LS-DYNA 3D software.The effect of warhead shell on shaped charge jet velocity has been analyzed qualitatively in this paper.The numerical simulation results are creditable and in agreement well with that of the corresponding experiment.The research results show that the jet velocity of explosive with metal shell is higher than that without shell;when the shell thickness incr...     

水下爆炸时舰船冲击环境与冲击因子的关系

对舰船在遭受典型武器命中后的冲击环境及冲击因子的研究,是考核舰船生命力问题的重要组成部分．为了提高舰船的抗冲击性能,结合大型有限元动力分析软件LSDYNA对某型舰进行了数值仿真实验研究,计算了典型武器的攻击对全船的加速度的响应,并给出了冲击响应(加速度)的统计规律以及对冲击因子进行了分析．数据分析表明：冲击响应(加速度)峰值基本上符合Weibull分布,并且炸药当量的变化以及爆炸位置的不同对冲击响应会产生不同的影响．这对于整个舰船的生命力研究有着重要的意义．     

Numerical Analysis of Effect of Water on Explosive Wave Propagation in Tunnels and Surrounding Rock

Based on the application of practical engineering, propagation processes of explosive waves in rock with water well and tunnel are simulated by ANSYS/LS-DYNA software. The evolution of damage in rock is presented. The effect of water on the damage of the concrete slab in a tunnel is compared with damage inflicted without water. The numerical simulation illustrates that water plays an important role in the evolution of damage of the concrete slab in a mine tunnel. In the presence of water in the rock the concrete slab is damaged more severely than without water in rock. The effect of water location in the rock is also considered. It is found that the concrete slab in the tunnel shows various degrees of damage as a function of the different locations of water. Attenuation laws of stress waves over time-space in rock with water are also obtained. Numerical results indicate that, under blast loading, there are three zones in the rock： a crushed zone nearby the explosive charge, a damaged zone and an elastic zone. The conclusions of numerical analysis may provide references for blasting designs and structure protection.     

板壳结构接触爆炸数值仿真分析

接触爆炸载荷作用下板壳结构的变形和破损是非常复杂的非线性动态响应过程,现有的各种理论和实验研究方法都有各自不同的应用范围与条件.借助于有限元程序LS-DYNA中的ALE算法,对空气中单层钢板在凝聚态炸药接触爆炸载荷作用下的非线性动态响应过程进行了数值仿真,描述了2种物质的流动以及钢板的破口形状、尺寸和塑性区域随时间增加的变化情况,定量给出了钢板的最大破口半径与炸药装药量之间的关系式.仿真分析表明ALE算法适用于解决接触爆炸过程中的流一固耦合问题,模拟和预测材料在爆轰波冲击下的非线性动态响应.     

Numerical Simulation of Independent Advance of Ore Breaking in the Non-pillar Sublevel Caving Method

The mechanism of stress generation and propagation by detonation loading in five separate independent advance of ore breaking patterns is discussed in the paper. An elastic numerical model was developed using AN- SYS/LS-DYNA 3D Nonlinear Dynamic Finite Element Software. In this package ANSYS is the preprocessor and LS-DYNA is the postprocessor. Numerical models in the paper to actual were l：10 and the element mesh was dissected in scanning mode utilizing the symmetry characteristics of the numerical model. Five different advance rates were studied. Parameters, such as the time required to maximum stress, the action time of the available stress, the maximum velocity of the nodes, the stress penetration time, the magnitude of the stress peak and the time duration for high stress were numerically simulated. The 2.2 m advance appeared optimum from an analysis of the simulation results. The results from numerical simulation have been validated by tests with physical models.