带壳装药爆炸毁伤混凝土的数值模拟

为研究壳体对混凝土毁伤效果的影响规律,运用AUTODYN-2D对裸装药和不同厚度钢壳装药爆炸毁伤混凝土进行了数值模拟,结果表明,裸装药爆炸毁伤混凝土后的有效破坏区半径R2值比薄壳体时的小,但比较厚钢壳体时的大,这与试验结果吻合.壳体的存在对于最终毁伤效果的影响,视钢壳体的厚度而定.     

带壳装药壳体厚度对混凝土爆破毁伤效果的影响

根据混凝土中爆炸冲击波初始压力经验公式和C-J爆轰理论,用AUTODYN软件对带壳装药在混凝土中爆炸进行数值模拟,计算了不同壳厚下爆炸冲击波的初始压力值,得到带壳装药混凝土中爆炸冲击波初始压力的拟合公式,分析了冲击波初始压力随壳体厚度与装药半径比的变化规律.另外,从爆炸能量和爆炸冲击波的比冲量两个角度分别研究了壳体厚度对混凝土毁伤效果的影响.结果表明:当壳厚为0.5 ～2 mm时,爆坑体积较裸装药时增大,毁伤效果也较好;但当壳厚大于2 mm时,爆坑体积逐渐变小,毁伤效果也将变差.     

圆柱形战斗部破片速度及等效装药特性研究

针对反舰武器战斗部对舰船结构毁伤效应的爆炸破片与冲击波两者具有的相关性,对战斗部壳体在爆轰产物内压作用下的膨胀过程进行分析,并结合壳体形成破片的应力准则推导出与壳体材料强度及装药特性参数相关的破片速度计算公式;通过对壳体内装药径向膨胀过程的动量分析获得与装药尺寸有关的等效裸装药计算表达式;结合圆柱形战斗部爆炸实验给出计算算例。     

侵爆作用下混凝土靶破坏效应试验与数值模拟

基于混凝土靶体的中低速侵彻后浅埋爆炸试验,开展装药长径比为5的混凝土预留孔爆炸、侵彻后裸装药爆炸及侵彻后带壳装药爆炸数值模拟研究.对比数值模拟与试验结果,验证了数值模拟模型及参数设置的合理性.结合数值模拟结果及量纲分析方法,确定了影响侵彻后带壳装药爆炸毁伤效果的主要影响因素.对比预留孔爆炸及侵彻后爆炸毁伤效果,分析了侵...     

管片衬砌结构在接触爆炸荷载作用下的毁伤特性分析

根据相对于结构的装药起爆位置,可将爆炸分为空爆和接触爆炸,针对管片衬砌结构的抗内部接触爆炸能力进行研究。由于管片衬砌的拼装特点,分析认为接头区和单段完整管片接触爆炸的响应可能显著不同;对此,首先对埋置于土中的全比例钢筋混凝土管片衬砌进行了不同装药位置的接触爆炸试验。试验结果表明,装药在管片接头区时管片的破坏范围和程度明显大于装药在管片中心区域;为进一步分析试验结果,利用LS-DYNA软件进行了有限元模拟分析计算,数值模拟结果验证了试验现象,并通过参数分析研究了管片接头特征对衬砌结构破坏效应影响的规律性。     

带壳装药在多层介质中爆炸的数值模拟研究

带壳装药在多层介质中爆炸,涉及到炸药与壳体、炸药与多层介质、壳体与多层介质等之间的相互作用,以及冲击波在多层介质中的传播和衰减,是一个极其复杂的作用过程.所述的多层介质由土壤、混凝土和空气组成.用数值模拟的方法研究了裸露装药和带壳装药在多层介质中爆炸的全过程.在数值模拟中引入了ALE算法,可避免物质的大变形引起的单元畸变和计算困难.研究了壳体的变形规律,对比分析了裸露装药和带壳装药对多层介质的破坏作用,得出了壳体对装药爆破作用效果的影响.     

侵彻单层靶时着靶姿态对装药损伤的影响规律研究

为研究着靶姿态对高速侵彻弹装药损伤的影响,依据实际战斗部的结构尺寸设计了小尺寸模型试验弹,在125 mm口径的滑膛炮发射平台上开展了试验弹以不同攻角斜侵彻单层钢靶试验。通过理论计算得到着靶姿态对侵彻过程能量损失的影响。利用CT扫描无损检测技术观测不同着靶姿态下试验弹内部的损伤情况。运用LS-DYNA对试验弹侵彻钢靶过程中装药的力学响应过程进行模拟计算。结果表明:在斜侵彻单层钢靶的过程中,着角一定时,能量损耗与攻角呈指数关系;试验弹的倾角越大,装药尾部受到的应力波拉伸压缩反复作用越明显,装药在侵彻过程中长度变化越大,更易出现深度裂纹、塌边等损伤;壳体外形变化会引起装药受到的压缩应力阻碍微裂纹的扩展和滑移,减少宏观损伤的出现。     

空心玻璃微球-混凝土复合材料的破坏与耗能的研究

为了获得的制作工艺简单的孔隙材料,利用水泥和空心玻璃微球制成含有孔隙的复合材料,并将该复合材料制成圆柱壳体,进行水下内爆炸实验。通过水下爆炸测试系统得到了爆炸过程中水中超压波形,并结合高速摄影技术捕捉壳体的变形破坏过程。实验结果表明,药柱爆炸后1.5ms,爆炸载荷在复合材料柱壳中形成破裂分界面;柱壳的破坏类型依次为顶部的气泡脉动、中间的爆炸冲击波的膨胀压缩和底部的应力波的拉伸破坏。结合水中超压经验公式和超压的实测值计算了水中冲击波能量占总爆炸能量的比例,计算结果表明空心玻璃微球-混凝土复合材料对爆炸能量能具有良好的耗散作用。     

聚能杆式弹丸侵彻混凝土实验研究

为了研制有效打击坚固目标的串联随进式攻坚武器,设计并制作了能形成聚能杆式弹丸的新型聚能装药,对混凝土和钢筋混凝土进行侵彻试验。试验结果表明:扁平型和尖顶型聚能装药都能对混凝土靶和钢筋混凝土墙产生一定的侵彻效果,并形成具有较大直径的侵彻孔。相比之下,尖顶型装药对目标的侵彻破坏能力更强,能贯穿80cm厚的钢筋混凝土墙,为后级战斗部的顺利侵入提供了通道。相同的聚能装药在同等试验条件下对圆柱形混凝土靶和钢筋混凝土墙的表面破坏效果差异较大,说明钢筋网和靶体边界效应在侵彻中起重要作用。     

混凝土水下径向不耦合爆破特性研究

以三峡工程三期RCC围堰拆除的单耗实验为基础,利用非线性有限元软件LS-DYNA,分别模拟了边长为1.0m的混凝土立方体在50g装药量、0~100m水深情况下,以及在25m水深、50~200g装药量下爆破损伤破坏的情况,装药结构为不耦合装药。数值模拟与实验数据比较接近。计算结果得出了水深对混凝土爆炸破坏的影响规律,并显示爆炸近区破坏随着水深的增加无显著变化,而远区破坏随水深增加明显下降。