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。     

喷涂聚脲弹性体抗爆抗冲击性能研究进展

以喷涂聚脲弹性体抗爆抗冲击性能研究为重点,从非建筑构件、建筑构件以及LS–DYNA有限元模拟三个方面,综述了喷涂聚脲弹性体在爆炸冲击载荷作用下的防护研究进展,简要介绍了喷涂聚脲弹性体的研究成果和实际应用情况,指出了喷涂聚脲弹性体在结构背面加固时突显出的优异抗爆性能和吸能效率,最后指出了喷涂聚脲弹性体抗爆抗冲击性能研究存在的问题以及今后的发展方向。     

近场爆炸作用下空心板损伤状况及影响分析

为研究近场爆炸下钢筋混凝土空心板的损伤状况及影响因素,基于任意拉格朗日-欧拉法（ALE）及混凝土RHT本构模型,采用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,进行不同参数的空心板数值分析。结果表明,近场爆炸下,空心板迎爆面炸点正下方板顶出现局部混凝土压碎,底板出现裂缝并呈放射状发展,并产生沿钢筋发展的裂缝;随着炸药当量的增加,空心板损伤状况逐渐由弯曲破坏向弯曲-冲剪耦合破坏发展;在进行爆炸作用数值模拟时应考虑铰缝状态对结构抗爆性能的影响。     

喷涂型抗爆聚脲高应变率力学性能及其涂层钢板爆炸模拟研究

为研究爆炸冲击荷载作用下喷涂型抗爆聚脲 MS-1对钢板的防护性能,对 MS-1进行了高速拉伸实验,研究了其在高应变率下的力学性能;运用 ANSYS/LS-DYNA有限元软件对 MS-1涂层钢板进行接触式爆炸模拟实验,获得小当量 TNT炸药作用下钢板的宏观破坏模式、位移变形和涂层能量传递规律;根据数值模拟的结果分析了 MS-1涂层对钢板的抗爆耗能机理。结果表明： MS-1具有良好的应变率效应,随应变率的提高其自身的力学性能也不断增强;相较于空白钢板,背爆面喷涂 MS-1涂层的钢板破坏程度减弱, 2 mm、4 mm和 8 mm涂层钢板中心点最大位移分别降低 14. 34%、 47. 01%和 49. 4%,MS-1涂层可以高效地将爆炸冲击能量转化为涂层自身的内能和动能,通过自身拉伸变形进行吸能和耗能。     

聚脲弹性体复合夹层结构的防爆性能

应用LS–DYNA有限元软件,对聚脲弹性体复合夹层结构在0.5 kg炸药(TNT)爆炸载荷作用下的动态响应过程进行数值模拟。研究了复合夹层结构厚度和质量固定条件下聚脲弹性体夹层厚度对复合夹层结构抗爆性能的影响。分析了不同聚脲弹性体夹层厚度对复合夹层结构变形的影响,并分析了聚脲弹性体夹层的吸波和吸能特性。结果表明,在爆炸载荷作用下,当复合夹层结构总厚度固定时,随着聚脲弹性体夹层厚度的减小,复合夹层结构的抗爆性能先增大后减小,当钢板与聚脲弹性体夹层厚度比为1.4∶1.2∶1.4时,变形的整体性最好,其抗爆的潜力最大,其冲击波衰减率最大为85.6%,能量吸收效果也最好,其综合抗爆能力较好;在质量固定条件下,随着聚脲弹性体夹层厚度的增加,其抗爆能力先增大后减小,当钢板与聚脲弹性体夹层厚度比为0.903∶3.5∶0.903时,其变形和能量吸收效果最好,冲击波衰减率最大为81.87%,其综合抗爆能力较好。     

超大型LNG储罐爆炸荷载动力学响应分析

为模拟分析超大型LNG储罐在爆炸冲击作用下的结构力学响应,为超大型储罐抗爆分析提供参考,而进行了爆炸冲击作用下超大型LNG储罐动力学响应研究。基于有限元方法,采用三角冲击爆炸荷载模型,考虑了结构常规荷载情况下,进行了三维有限元数值模拟分析。以某22万方LNG储罐为例进行了爆炸冲击作用动力学计算,得出当爆炸冲击作用下储罐主要部位各时刻结构响应,对比分析了位移和应力响应的滞后性,发现了结构动力学响应沿储罐高度的变化规律。为超大型LNG储罐抗爆设计提供参考。     

CFRP加固含初始裂纹的RC梁的抗爆性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)加固建筑结构是一种新兴的加固技术。国内外鲜有CFRP加固含初始裂纹的结构构件(如RC梁)的抗爆性能的研究报道。基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,从加固层数和加固宽度两方面对CFRP局部全包裹加固含初始裂纹RC梁(裂纹梁)的抗爆性能进行非线性有限元数值分析。研究表明,采用CFRP对裂纹梁的裂纹处进行局部全包裹加固可提高裂纹梁的整体刚度,减小其在爆炸荷载作用下的损伤和变形程度。当CFRP的加固层数为4层、加固宽度为300mm时,可有效提高裂纹梁的抗爆性能。该研究成果对建筑结构抗爆设计和抗爆加固研究具有一定的指导意义。     

AFRP加固钢筋混凝土梁抗爆性能数值模拟研究

借助非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了爆炸荷载下钢筋混凝土(RC)梁以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)加固后RC梁的三维有限元模型,对比分析了RC梁AFRP加固前后的破坏形态及跨中位移峰值。数值模拟结果表明,AFRP布不仅可以改变RC梁在爆炸荷载下的破坏形态,还可以明显改善梁的变形程度,加固后相较于未加固梁跨中位移峰值约减小50.7%。在此基础上,还分析了AFRP加固方式、加固尺寸、加固层数以及FRP材料类型等因素对FRP加固后RC梁抗爆性能的影响。     

喷涂聚脲弹性体及复合结构抗爆抗冲击性能研究进展

防护结构的抗爆抗冲击性能是生命安全的重要保障，材料和结构是提高防护性能的2种主要途径。喷涂聚脲弹性体凭借良好的力学性能和耗能特性被广泛运用于抗爆抗冲击防护领域。从喷涂聚脲弹性体的抗冲击性能出发，介绍了不同试验方法下喷涂聚脲弹性体优异的爆炸冲击防护性能，分析喷涂聚脲弹性体在不同应变率和环境下良好的适应性，发现涂层厚度和涂层构造会对材料抗冲击性能产生影响；从材料微观层面以及阻抗失配的角度综述了喷涂聚脲弹性体的抗冲击机理，最后阐述了抗冲击复合结构的耗能机理以及优化方法，指出了喷涂聚脲弹性体以及复合结构尚存在的部分问题以及发展方向。     

聚脲基体复合材料抗爆耐冲击性能研究进展

随着聚脲基体复合材料在结构防护领域的大量应用,其抗爆耐冲击性能获得广泛研究。本文基于聚脲基体复合材料在结构防护领域的研究现状,介绍了聚脲材料作为高聚物弹性体的抗爆性能,综述了聚脲-纤维复合材料的研究进展,阐述了聚脲材料抗冲击性能机理。指出聚脲作为高聚物弹性体对防护结构具有较好的抗冲击防护效果,可与纤维组成高强度、高弹性模量和可吸收爆炸冲击能量的复合材料,在防护结构抗爆炸毁伤领域具有可观前景。     

建筑夹层玻璃在静力及爆炸荷载下的挠度

用有限元法对不同厚度玻璃板夹层玻璃在长期、短期静力和爆炸冲击荷载作用下的变形进行了模拟计算,结果表明:荷载作用类型、持续时间、支承方式和内外层玻璃板厚度是影响夹层玻璃整体变形的主要因素.夹层玻璃在爆炸冲击荷载作用下的挠度比静力荷载作用下的大.框支承玻璃的抗爆性能好于点支承玻璃.对现行规范夹层玻璃等效厚度的计算公式进行了补充,提出了适用于不同支承条件、静力和动力荷载作用的夹层玻璃等效厚度计算的统一公式.     

双钢板-混凝土组合板爆炸后残余承载力试验研究

为探究双钢板-混凝土组合板(Steel-Concrete-Steel Composite Slab,简称SCS组合板)的抗爆后性能,进行了三块SCS组合板爆炸后的残余承载力测定试验.设计了一套可用于SCS组合板加载的试验装置,通过改变爆炸荷载大小及钢板填充物,探究二者对于SCS组合板残余承载力的影响;通过规范中提供的经...     

铝板——环氧树脂夹层结构抗爆性能数值模拟研究

运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,在相同的爆炸冲击波作用下,对掩蔽物上方铝板和含环氧树脂夹层的普通铝板两种防护结构的抗爆性能进行了数值模拟和对比分析,结果表明:有环氧树脂夹层的铝板结构的抗爆性能要优于无环氧树脂夹层的铝板,且抗爆性能随着环氧树脂夹层厚度的增加呈现出先增大后减小的趋势,为防护结构的研制提供了一定的参考。     

铝板‐‐环氧树脂夹层结构本构模型研究

运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,在相同的爆炸冲击波作用下,对掩蔽物上方含环氧树脂夹层铝板防护结构的抗爆性能进行了数值模拟,通过模拟结果,建立不同环氧树脂夹层厚度的复合结构的本构模型,为防护结构的工程实践提供了一定的参考。     

聚脲涂覆钢板复合结构抗爆性能研究

为了研究聚脲涂覆钢板复合结构的抗爆性能，对其进行了不同涂层厚度和不同炸药量的爆炸加载试验。利用三维激光扫描仪对聚脲涂覆钢板复合结构试验前后的形貌进行扫描，得到复合结构的中心挠度变化特征；运用DH5960超动态应变仪对复合结构的应变以及冲击波超压特点进行分析，得到应变和冲击波比冲量随聚脲涂层厚度的变化规律。研究结果表明：在等厚度钢板、180 gTNT当量爆炸荷载下，聚脲涂层厚度在0～2.76 mm范围内增加时，挠度呈线性减小，应变峰值先增大后减小，靶后冲击波超压峰值先减小后增大，冲击波比冲量先增大后减小，并在涂层厚度为1.70 mm时达到最大值。因此选择合适的聚脲涂层厚度能有效提高复合结构的抗爆性能。     

混凝土抗爆加固研究进展综述

爆炸冲击对结构造成严重的破坏,结构抗爆研究显得尤为重要,本文对不同种抗爆材料对近年来混凝土构件抗爆加固措施及性能研究进展进行了综述,并针对现有研究的不足,提出了下一步研究方向,包括考虑不同材料与混凝土之间微观界面粘结性能数值模拟以及组合新材料的动态力学性能研究.     

聚脲涂层对储油罐耐冲击性影响的研究

为避免储油罐发生意外碰撞造成巨大损失，考察了新型聚脲防护涂层对油罐车储油罐破坏变形的防护作用。通过储油罐耐冲击实验，分析了不同涂覆方式对聚脲复合涂层耐冲击性的影响，最后通过 LS-DYNA有限元模拟进行验证。结果表明：相比无涂层防护，聚脲涂层对储油罐具有良好的耐冲击防护效果，涂覆聚脲试样比无涂层试样最大变形位移减少了 18. 3 mm。在相同涂层厚度情况下， 2 mm Q190m和 2 mm Q413m聚脲复合涂层耐冲击效果最优，适合作为储油罐的防护涂层。     

平板抗爆门动力响应有限元分析

随着恐怖袭击事件的愈演愈烈,一些大型民用建筑和工业建筑已经成为恐怖分子的主要袭击目标。以往的爆炸研究主要集中在军事工程方面,在进行大型民用建筑和工业建筑设计时,对于建筑物的抗爆性能考虑很少。而抗爆门作为人防工程、军事工程中的重要部件,是人员、设备进出的重要通道,对保护室内人员安全起到重要作用。我国的抗爆研究起步较晚,关于抗爆门设计方面的规范较少。因此,抗爆门的研究是有很大实用价值的。本文利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对平板抗爆门在爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行分析,以对其抗爆性能进行评估,为抗爆门设计提供依据。     

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。     

陶瓷基复合材料疲劳损伤模拟与界面优化设计

本文从界面损伤模拟出发研究了陶瓷基复合材料(CMCs)的抗疲劳设计方法.以CMCs微观结构演变为切入点,在微观尺度建立复合材料各组分损伤机制的物理模型,然后集成到细观尺度的有限元分析之中,从而建立CMCs疲劳损伤的数值模拟方法,并对界面相组成、结构等因素影响疲劳性能的作用机制进行探究,以实现界面的抗疲劳设计.通过多尺度...