并敷爆炸材料传爆状态的数值模拟及分析

为研究并敷爆炸材料的传爆状态，利用ANSYS／LS-DYNA 2D对不同爆速爆炸材料并敷段的爆轰过程进行了数值模拟，其结果与实验结果和理论分析结果吻合的很好，验证了理论分析的合理性，同时证明了数值模拟方法在并敷爆炸材料爆轰波传播中的适用性和科学性。研究工作对于光面爆破、预裂爆破等爆轰机理的研究和工程爆破实践具有重要的指导意义．     

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。     

路轨跳线爆炸焊接连接技术试验研究

目的　研究路轨跳线的连接问题 .方法　采用爆炸焊接法进行路轨跳线的连接 .结果　试验结果表明 ,采用高爆速炸药进行爆炸焊接质量是可靠的 .结论　采用爆炸焊接法进行路轨跳线的连接是可行的     

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．     

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。     

路轨跳线爆炸焊接连接技术试验研究

目的：研究路轨跳线的连接问题。方法：采用爆炸焊接法进行路轨跳线的连接。结果：试验结果表明，采用高爆速炸药进行爆炸焊接质量是可靠的。结论：采用爆炸焊接法进行路轨跳线的连接是可行的。     

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.     

长持时爆炸冲击波产生方法

不同持时的爆炸冲击波对建筑结构及防护工程的作用显著不同,在试验或数值模拟中常需要得到长持时爆炸冲击波,延长爆炸冲击波正压作用时间是研究长持时爆炸荷载下结构响应的难点。在AUTODYN中建立长筒爆室小当量炸药多点延时起爆模型,分析爆炸冲击波在长筒爆室中的传播规律,研究管道长度、延时起爆时差、起爆顺序对冲击波波形的影响。结果表明：距离增加,超压峰值减小、正压持续时间增加;根据炸药量和爆室长度合理地选择起爆时差可以获得波形丰满且连续衰减的超压时程曲线;爆室底部起爆、合理控制延时间隔,可以形成类似于大当量远距离爆炸下产生的连续衰减的长持时冲击波。分别给出100、200 ms爆炸持时起爆方案,为长持时爆炸模拟装置的设计提供技术支持。     

HMX/F2641 混合炸药输出钢凹值与爆压关系的研究

目的探讨混合炸药 HMX/F2641 的输出钢凹值与爆压的关系. 方法在小隔板试验测定混合炸药 HMX/F2641 钢凹值的基础上, 用爆速法及相关理论来确定钢凹值与爆压的关系. 结果给出混合炸药 HMX/F2641 的钢凹值与爆压的关系公式及其适用范围. 结论在测定 HMX/F2641 钢凹值的基础上, 可利用钢凹值与爆压的函数关系计算出爆压来定量表征混合炸药能量输出的大小.     

A3钢-黄铜爆炸焊接机理研究

对A3钢-黄铜爆炸焊接的结合机理进行了深入的探讨.利用金相显微镜、电镜扫描、电镜透射等检测手段对爆炸焊接结合界面的微观结构进行了分析,并对爆炸焊接结合界面进行讨论.不同金属在高速碰撞产生的高压、高温、强烈的塑性变形和扩散中,将发生熔解和化合,生成一些不同于基体金属的新的组成物结合区的组织.金属的爆炸焊接综合了熔化焊、压力焊、扩散焊以及射流4个方面的特点,是一个比较复杂的过程.     

HMZ／F2641混合炸药输出钢凹值与爆压关系的研究

目的 探讨混合炸药ＨＭＸ／Ｆ２６４１的输出钢凹值与爆压的关系。方法 在小隔板试验测定混合炸药ＨＭＸ／Ｆ２６４１钢凹值的基础上,用爆速法及相关理论来确定钢凹值与爆压的关系。结果 给出混合炸药ＨＭＸ／Ｆ２６４１的钢凹值与爆压的关系公式及其适用范围。结论 在测定ＨＭＸ／Ｆ２６４１钢凹值的基础上,可利用钢凹值与爆压的函数关系计算出爆压来定量表征混合炸药能量输出的大小。     

A3钢—黄铜爆炸焊接机理研究

对A3钢—黄铜爆炸焊接的结合机理进行了深入的探讨．利用金相显微镜、电镜扫描、电镜透射等检测手段对爆炸焊接结合界面的微观结构进行了分析，并对爆炸焊接结合界面进行讨论．不同金属在高速碰撞产生的高压、高温、强烈的塑性变形和扩散中，将发生熔解和化合，生成一些不同于基体金属的新的组成物——结合区的组织．金属的爆炸焊接综合了熔化焊、压力焊、扩散焊以及射流4个方面的特点，是一个比较复杂的过程．     

分子间炸药EAR的爆轰行为

为了找出分子间炸药的爆轰机理 ,通过实验和数值模拟方法研究了EAR15炸药的爆轰行为 .结果表明 ,EAR15是非理想炸药 .因为在爆轰区参加反应的和未反应的硝酸铵 (AN)都从界面上吸收能量 ,从而导致了炸药的非理想爆轰特性 .由实验数据可知 ,爆轰波阵面上仅有 19% - 4 9%的AN发生了反应 ,其余呈惰性     

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。     

波形钢腹板梁T形接头焊接仿真分析与试验研究

为了解决波形钢腹板梁焊接温度场和残余应力分布尚不明确的问题,本文基于Simufact Welding软件建立三维有限元模型,对其T形接头的焊接温度场和残余应力进行了预测,并对模拟结果进行了试验验证。波形钢腹板梁的焊接温度场分布与熔池中心距离有关,距离熔池中心越近,温度梯度越大;焊接残余应力以纵向残余拉应力为主,而横向残余应力的应力水平相对较低,拉压应力共存;焊接速度和底板厚度的改变只会影响残余应力的峰值大小,不会影响残余应力的分布规律。结果表明：数值模拟结果和试验实测值吻合良好,数值模拟可靠。     

高能炸药爆轰过程的广义插值物质点法模拟

针对运用标准物质点法(MPM)对高能炸药爆轰过程进行数值模拟时,由于跨网格误差的存在,求解精度较低,计算稳定性较差等不足,将一种新算法——广义插值物质点法(GIMP)扩展到此类问题的数值模拟中.爆轰气体采用无粘性流体模型来描述,并假设整个爆轰过程是绝热的,建立了欧拉形式的控制方程.高能炸药选用TNT,并采用JWL状态方程进行描述.采用GIMP方法分别对一维板条TNT爆轰和二维聚能装药爆轰进行了数值计算,给出了TNT板条起爆后几个典型时刻的密度、内能和压力分布曲线以及聚能装药爆轰过程中速度矢量图和压力分布云图,成功捕获了聚能装药爆轰过程中的主要物理特征.数值计算结果表明,GIMP比标准MPM在计算精度以及稳定性上都有很大的提高,能够很好地模拟高能炸药的爆轰过程.     

炸药驱动铜管加速能力试验研究

选用TNT、JH-16及CL20基含铝炸药进行Φ50mm标准圆筒试验,获得3种炸药加载条件下圆筒壁膨胀过程及最大膨胀速度,分析给出三种炸药的Gurney系数。结果表明:三种炸药驱动铜管做功能力CL20基含铝炸药最大,JH16次之;CL20基含铝炸药和JH16爆炸加载的破片初速比TNT爆炸加载的破片分别高36.3%和23.0%;用炸药爆速计算炸药Gurney系数的公式同样适用于含铝炸药。     

侧向载荷下圆柱壳体断裂的ALE法数值模拟

为了了解侧向爆炸冲击载荷下圆柱壳体断裂过程,采用任意拉格郎日-欧拉方法、爆轰产物采用JWL状态方程对侧向爆炸冲击载荷作用下圆柱壳体断裂过程进行了数值模拟和分析．模拟结果表明,圆柱壳体爆炸断裂所需炸药量与壳体壁厚为递增线性关系,且这个线性关系的斜率随壁厚不同而改变．在其他条件相同的情况下,壳壁越厚,增加炸药量爆炸时壳体单元最大应力增加越慢．     

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。     

高强度桥梁钢Q460q焊接应力场的数值模拟研究

以高强度桥梁钢Q460q对接接头为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件,对焊接过程的应力场进行了三维实时动态数值模拟,得到了Q460q钢板在不同焊接速度下焊缝区的瞬态应力场。提出了可行的三维焊接应力场的动态模拟分析方法,为优化焊接结构工艺和焊接规范参数提供了理论依据和指导。模拟计算结果表明,三层焊接的最佳焊接工艺参数为:焊接速度5.2 mm/s,焊接热功率分别为15 000,16 500,18 000 W。