聚脲弹性体“三明治”夹层结构抗爆性能

聚脲弹性体具有良好的力学性能,为研究聚脲作为夹层时靶板的抗爆性能,运用数值模拟对该靶板在爆炸载荷作用下的动态响应过程进行研究,与裸钢板和表面喷涂聚脲弹性体钢板进行对比,主要分析了靶板的变形特点、吸能特性以及对冲击波的衰减;并分析了三明治靶板的面板、夹层、背板厚度变化时对靶板抗爆性能的影响,结果表明,聚脲弹性体能够提高钢板的抗爆性能,作为夹层时抗爆能力更佳;当聚脲夹层厚度为0,2,14,30 mm时,靶板的背压分别为81.78,46.37,7.58,2.28 MPa。三明治夹层结构的面板和背板需要有一定的强度来抵抗变形。     

不同壳体装药爆炸威力的数值模拟及试验研究

为研究装药壳体材料对爆炸威力的影响,对不同壳体装药在空气和混凝土靶中的爆炸破坏效应进行了数值模拟及试验研究.结果表明,在相同的装药情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸产生的冲击波超压相对D6A钢壳体装药的高.因碳纤维复合材料壳体装药爆炸时不产生破片,所以对远距离目标不造成破坏,而D6A钢壳体装药爆炸时产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.从混凝土靶的爆炸破坏效应来看,碳纤维复合材料壳体装药在阻抗匹配方面要比D6A钢壳体装药好,更利于爆炸冲击波的传播.在同样装药的情况下,碳纤维复合材料壳体装药爆炸对靶体爆炸驱动有效能量大于D6A钢壳体装药.静爆试验证明了数值计算与试验结果相一致.     

水中爆炸冲击波对靶体结构的毁伤准则研究

为了准确评估水中爆炸冲击波对靶体结构造成的毁伤程度,给出了冲击波毁伤威力参量的一般形式W~n/R(W为装药质量,R为爆距,n为待定系数),并在量纲分析推导W~n/R与结构毁伤的函数关系的基础上,提出了采用W~n/R作为水中爆炸冲击波毁伤准则与判据的通用形式。利用AUTODYN软件模拟了水中爆炸冲击波分别对圆板和圆筒靶体结构的作用,对比分析了以不同冲击波毁伤威力参量作为毁伤准则与判据的等毁伤曲线。结果表明,冲击波峰压、能流密度(冲击因子)、比冲量等威力参量均不能独立作为毁伤准则与判据;基于W~n/R提出的毁伤准则与判据在评估靶体结构的毁伤程度时误差更小,均方差仅为其他准则的8%～36%;所提出的W~n/R可视为一种峰压—比冲量联合形式的毁伤准则与判据,根据不同条件n的取值在0.333～N_i之间。所提出毁伤准则和判据用于评估水中爆炸冲击波对靶体结构的毁伤时具有良好的通用性和实用性。     

接触爆炸作用下抗爆型喷涂聚脲防护钢筋混凝土板爆炸试验和数值模拟

为研究接触爆炸荷载作用下Qtech T26抗爆型喷涂聚脲(T26聚脲)防护钢筋混凝土板(RC板)的抗爆性能和损伤机制,对有无T26聚脲防护RC板进行爆炸试验,通过扫描电子显微镜(SEM)对T26聚脲防护RC板的典型损伤区域进行微观分析。基于T26聚脲力学性能及爆炸试验建立有限元模型进行数值模拟,并与试验结果进行对比。研究结果表明：T26聚脲与RC板界面附着较好,可以抵抗界面拉伸波的作用,并实现对RC板损伤和变形的抑制;RC板在大当量爆炸荷载作用下的损伤以冲切破坏为主,T26聚脲宏观及微观损伤特点均表明背爆面变形起始位置为RC板冲切变形边缘区域,且会由于应变率效应发生脆性开裂;结合有限元模拟与爆炸试验,T26聚脲可以提高RC板的抗爆性能,并通过材料的高强、高韧、高阻尼特性实现10 kg TNT接触爆炸作用零破片的防护目标,在爆炸防护领域具有重要工程应用价值。     

不同炸药的爆炸载荷对目标靶板作用的数值模拟

为研究爆炸载荷结构与目标响应的关系,对钝化RDX和含铝炸药DHL进行了静爆试验,获得了作用在目标靶板上的超压、冲量的实测数据,并与TNT静爆试验结果进行了对比.以实测RDX和DHL的超压曲线作为初始参数,通过数值模拟研究了目标靶板在不同爆炸载荷作用下的动力学响应.结果表明,在钝化RDX和DHL爆炸载荷的作用下,目标板中心处的初始等效应力、位移几乎相同;目标板初期的动力学响应与爆炸载荷的强度有关,载荷越强目标的应力越大;而目标板的主体响应是由载荷强度和冲量共同影响的.     

爆炸冲击波对人体损伤与防护分析

为研究爆炸冲击波对人的损伤与防护问题,分析了爆炸防护人员损伤的阈值问题,并以"Jose Henrych"经验式为计算模型,探讨了标准TNT炸药在不同当量条件下、在空气自由场中点爆炸时冲击波的变化规律.在此基础上得出了不同装药量时的鼓膜损伤和不同死亡率下的安全距离,经验证,所得结果是准确、可行的.     

爆炸冲击波作用下结构瞬态响应研究

本文主要研究了爆炸冲击波作用下结构瞬态响应,分析了爆炸冲击波与结构动力响应的概况,同时阐述了梁、板与圆柱壳等结构的瞬态响应,旨在促进各种工程的稳定、安全与可持续开展。     

水中爆炸作用机理及毁伤效应研究综述

为深入揭示水中爆炸的作用机理及毁伤效应特性,从不同炸药水中爆炸机理、水中爆炸冲击波传播、水中爆炸气泡脉动、水中爆炸结构破坏效应与动态响应、水中爆炸测试试验技术、水中爆炸数值模拟与毁伤评估等6个方面,综述了国内外对水中爆炸作用机理及毁伤效应的研究进展。提出急需解决的关键技术问题为:非理想炸药水中爆炸能量释放与传播、冲击波/气泡耦合作用对结构的毁伤、水中爆炸结构毁伤评估方法、水中爆炸多尺度模拟技术等。附参考文献86篇。     

爆炸抛撒颗粒群动能特性的评价

为评价炸药驱动颗粒群的动能特性,对颗粒的速度及动能变化进行了理论分析和试验研究.采用铝、肥皂和多层纸三种材料的靶板对颗粒群的终点效应进行记录,应用高速摄影系统测定了颗粒云的边界速度,并根据颗粒着靶情况推算了装药爆炸抛撒颗粒群的动能性能.结果表明,与铝靶记录相比,多层纸靶记录可更清晰地反映颗粒的侵彻深度分布;与肥皂靶相比...     

涂覆泡沫混凝土墙体的抗爆防护性能研究

泡沫混凝土是一种新型建筑节能材料,可涂覆于墙体外,在抗爆防护领域内有着极大的使用价值。为了研究涂覆泡沫混凝土在不同炸高下的防护效果,以300mm×300mm×20mm的泡沫混凝土板为研究对象,利用LS-DYNA有限元仿真软件,进行了炸高在80mm～240mm的工况下的数值仿真计算,开展了对涂覆泡沫混凝土抗爆防护能力的研究,分析了涂覆泡沫混凝土不同炸高下的抗爆防护的能力,并进行了静爆威力试验验证。验证结果表明:泡沫混凝土结构可显著地吸收爆炸冲击波的能量。随着炸高的增加,泡沫混凝土结构的抗爆能力有所上升。     

爆炸反应装甲干扰穿甲弹的试验研究

为了更好地防御大口径穿甲弹的攻击,提高坦克在战场上的生存能力,采用试验研究和数值计算的方法,研究了一种新型爆炸反应装甲对穿甲弹的干扰.通过对穿甲弹以不同的法线角侵彻靶板装甲进行试验,得出不同入射角情况下的穿深,并对防护系数进行计算.结果表明,新型爆炸反应装甲能够有效地干扰穿甲弹,更易造成穿甲弹弹体的质量损失和飞行姿态的改变,破坏其继续穿入主装甲的能力,从而大大提高了对穿甲弹的防护效果.     

非理想炸药爆炸试验及威力评估（英文）

对HMX基含铝炸药进行了自由场爆炸试验,通过理论计算和仪器测量获得了爆炸冲击波参数和火球热效应数据。依据爆炸效应,提出了一种针对含铝炸药爆炸威力的评价方法。结果显示,在试验范围内,相比TNT炸药,该含铝炸药的冲击波超压(Δp)和冲量(I)在最大处分别提高了33.1%和28.9%;火球的温度、尺寸也更高、更大,在高温区域(温度大于2000℃),该含铝炸药的温度持续时间是TNT的7倍;提出的对含铝炸药爆炸威力评价的方法更能精确揭示含铝炸药的综合爆炸性能,该方法也可以应用到其他相似含铝炸药爆炸威力的评价上。     

爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究评述

爆炸冲击波是导致化工园区多米诺效应事故升级的重要原因之一。在文献分析的基础上，本文从爆炸冲击波强度表征、化工设备破坏失效的动力响应、破坏失效概率计算方法、易损性分析等4个方面，指出目前爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究存在的不足，进而提出了进一步研究方向，包括不同爆炸类型的超压时程曲线特征与能量频谱规律研究、空间分布参数模型或集中参数模型的定量研究、基于结构可靠性的破坏失效概率计算方法、爆炸冲击波强度参数与设备抗性参数的易损性分析等，在此基础上系统性建立了爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究的流程图，指出集中参数的可靠性方法与随机有限元法是爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究的关键性方向，为提高爆炸冲击波多米诺效应定量风险评估的可靠度与精确度提供参考。     

负压环境对炸药爆炸冲击波影响的实验研究

为了研究负压环境对炸药爆炸冲击波的影响,在自制可调真空度爆炸容器中进行负压爆炸实验,采用PCB压力传感器测量罐体轴线固定位置点的冲击波超压,分析了在0、-20、-40、-60、-80、-90、-99kPa等不同负压环境下罐体内测点爆炸冲击波反射超压时程曲线。结果表明,爆炸环境负压降低,测点一次、二次冲击波峰值超压随之降低,在-40kPa和-99kPa负压环境下超压降低显著;爆炸冲击波速度大小与传播介质密度相关,即环境负压越低,气体越稀薄,冲击波传播速度越快;爆炸冲击波速度随环境负压降低而升高,与超压降低强度无相关性;负压环境不改变容器内实验雷管爆炸的气体产物生成量;在近似真空环境中,爆炸冲击波主要以爆轰产物为传播介质,冲击波速度提高受限于爆轰产物运动速度,强度弱,衰减迅速。     

化工园区多米诺事故风险评价与防控技术综述

定量风险评价是化工厂区或园区预防多米诺效应的主要方法,各类事故预防与控制措施的制定及其有效性检验也依赖于多米诺效应定量风险评价的结果。然而,由于概率风险表征、多米诺场景概率结构、火灾与爆炸致损概率等存在多种不一致或解释不明确的方法模型,使风险评价结果差异性很大,无法更进一步对各类多米诺事故预防与控制技术进行评估。本文首先界定了多米诺效应的基本概念和原理,然后对当前文献中相关多米诺效应定量风险评价方法进行深入剖析,明确了多米诺场景概率以及火灾热辐射、爆炸冲击波、爆炸碎片致损概率的计算方法。另外,还从阈值与安全距离、安全容量及布局优化、安全屏障与防火隔热层、安全与应急管理决策支持、安防与脆弱性分析及灾害衍生事故等方面对多米诺事故防控技术进行了评述。最后,指出以目标设备为核心的各类致损概率计算方法,即设备易损性,是后续研究的关注焦点。     

民爆器材建设项目环境风险评价中的爆炸后果分析

在民爆器材建设项目环境风险评价中，重点对爆炸后果进行分析，包括爆炸气体污染物扩散、冲击波对人的伤害和对周围建筑设施的破坏等．     

壳体约束强度对温压炸药空中爆炸性能的影响

为评估壳体约束强度对温压炸药爆炸性能的影响,对不同壳体约束强度下的固体温压炸药进行野外静爆试验,用AUTODYN软件对该过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比。结果表明,相同装药条件下,裸装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值大于带壳装药;铝壳体装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值较钢壳体装药高;数值模拟得到的冲击波曲线形态、峰值及冲量与试验结果吻合较好,且裸装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较带壳装药早,铝壳体装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较钢壳体早;初始冲击波超压值受壳厚影响较大,壳体的存在使冲击波的传播滞后。     

复合材料板抗侵彻能力优化研究

,本文针对目前应用较多的多层建筑防护材料不同组合顺序构成的复合材料板进行数值模拟研究。通过对侵彻过程图和侵彻靶板的初始-剩余速度的拟合图分析得出,在弹体侵彻速度500~950m/s范围时,钢/泡沫铝/钢的复合靶板组合方式的结构抗侵彻能力最强;在950~1500m/s范围时,钢板/陶瓷+泡沫铝/钢板组合方式的结构抗侵彻能力最强。研究的结果为复合层防护结构材料和组合方式的进一步研究提供了参考。     

冲击波作用下HMX晶体的细观响应

用折光匹配显微技术(OMS)、表观密度浮沉法(SFM)、微聚焦CT扫描表征了HMX晶体内部缺陷尺寸、数量。结果表明,D-HMX较普通HMX含有较大尺寸内部缺陷的数量较少,普通HMX含有大量10-5mm3以上缺陷,普通HMX和D-HMX晶体均含有大量10-6mm3量级以下缺陷。利用基于细观结构的冲击波效应数值模拟方法,研究了晶体内部缺陷尺寸对其冲击波温升效应的影响。模拟结果表明,在低压条件下,等效半径为20~40μm的内部缺陷在冲击波加载下温升较高,等效半径为10~15μm的内部缺陷温升相对较低。当冲击波压力增高至5.8GPa,等效半径为10μm内部孔洞在冲击波作用下温升可达到850K以上,两者的冲击波感度接近。     

乙醚蒸气爆炸特性数值研究

以湍流燃烧理论和CFD模拟技术为基础,对爆炸过程采用EBU-Arrhenius模型,压力与速度的耦合采用SIMPLCE算法,研究了乙醚蒸气在反应釜中气体爆炸传播过程中火焰及冲击波的传播规律和可燃液体蒸气爆炸的相关特性,验证了密闭空间中乙醚蒸气爆炸方式为爆燃,模拟过程能够较为清楚地反映可燃液体蒸气的爆炸过程,得到的爆温和爆压与理论值相近。所做工作能为可燃蒸气爆炸强度的评价提供一个良好的途径与思路,为进一步使用CFD数值模拟手段分析工业灾害中的问题提供一些帮助。