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李怿李典侯海量李永清 《振动与冲击》2022,(17):138-144
为探索核爆载荷的模拟试验与数值计算方法,通过在密闭爆坑内均匀布置导爆索,利用小药量导爆索爆炸形成均匀的内爆炸压力载荷(平面波)模拟远距爆炸的核爆冲击波载荷,测量了爆坑底面对称布置的4个测点的压力载荷,分析了其载荷特征,并在考虑装药后燃烧效应影响的基础上,采用有限元方法对试验进行了数值计算分析。研究结果表明:试验与数值计算结果吻合良好,冲击波峰值超压偏差在10%以内,准静态压力峰值最大偏差5.7%;密闭爆坑内小当量U型导爆索爆炸下各测点压力载荷呈现较好的一致性,且能有效形成平面长脉宽冲击载荷,与核爆载荷特性相近。 相似文献
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《振动与冲击》2019,(11)
针对远程导弹在攻击地下目标过程当中时常发生对战斗部PBX炸药装药起爆毁伤效应估计不足情况,进而对导弹战斗部PBX炸药装药在高过载冲击载荷作用下的起爆响应特性进行研究。基于二级轻气炮,对导弹战斗部PBX炸药装药跨声速冲击载荷起爆特性进行一系列试验研究,结合试验结果、数值模拟、以及相关理论分析,探索能量释放行为与冲击载荷之间的相互关联,并建立相互影响机制模型。结果表明,PBX炸药装药的临界起爆压力为5.34 GPa,完全起爆压力为12.39 GPa;建立的能量释放量和相对反应率与冲击载荷之间的相互关系与试验数据基本吻合,研究结果可为国防防御技术研究提供一定的参考价值。 相似文献
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《振动与冲击》2019,(5)
导弹战斗部在攻击地下目标高速侵彻过程时常因损伤而发生提前起爆,极大削弱了对攻击目标的毁伤作用,甚至影响整个战略局势,针对这一急迫需要解决的问题,进而对导弹战斗部中的RDX基PBX炸药在高g值加载方式下的损伤特性进行研究。基于一级轻气炮对PBX炸药试件在三轴向冲击加载方式下的损伤特性进行了一系列的实验研究,结合数值模拟、Griffith晶体颗粒细观裂纹断裂强度和扫描电子显微镜(SEM),对PBX炸药试件损伤模式进行研究和表征,并探索实验后的试件密度与冲击载荷之间的量化关系。结果表明,晶体颗粒表面与黏结剂之间的剪切强度约为0.6 Mpa,因此,在较小冲击载荷作用下就已发生剪切脱黏现象,随着三轴向冲击载荷压力的增大,逐渐出现晶体颗粒孪晶带,颗粒破碎和融化细观损伤模式;实验后的试件密度与冲击载荷压力之间修正的玻尔兹曼关系与实验结果基本相符;Griffith晶体颗粒细观裂纹断裂强度预测结果与SEM测试分析结果基本吻合,可为该PBX炸药细观损伤机理研究提供重要依据。 相似文献
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为了探究水下爆炸冲击波与气泡脉动载荷联合作用下冰层损伤特性以及不同类型含能炸药水下爆炸对冰层损伤特性。采用动力学分析软件LS-DYNA中的任意拉格朗日欧拉(ALE)法建立了计算水下爆炸气泡动力学模型及水下爆炸冰-水全耦合模型,考虑了冲击波载荷及复杂的气泡载荷耦合全过程;在此基础上,分析了烈性奥克托今炸药(HMX)及不同铝氧比黑索金炸药(RDX)对冰层损伤特性的影响。研究结果表明:计算模拟结果与试验结果吻合良好,验证了计算模型的有效性;揭示了水下爆炸冲击波和气泡载荷联合作用下的冰层损伤机理;HMX炸药对冰层的损伤威力更强,RDX(0.36)比RDX(0)、RDX(0.16)、RDX(0.63)对冰层产生的毁伤效应要强,其与TNT对冰层造成的毁伤效应强度接近。依据研究结果冲击波载荷是造成冰层损伤区域大小的主要毁伤元素,而气泡载荷主要影响冰层毁伤区域的破碎形态;根据不同毁伤目标应用特性,调节炸药配方比,改变冲击波能与气泡能的输出结构,可实现冰层的不同毁伤模式。 相似文献
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考虑带预制孔容器内空气的影响,采用三维FEM-SPH自适应耦合算法程序对含预制孔容器在内爆载荷作用下的动态响应过程进行了模拟,与实验所得到的破坏特征参量吻合。同时也用LS-DYNA软件中ALE算法得到的计算结果与FEM-SPH自适应耦合算法得到的结果进行比较,进一步分析了FEM-SPH自适应耦合算法的有效性。FEM-SPH自适应耦合算法能够稳定再现内爆载荷作用下含预制孔容器的爆炸鼓包过程、预制孔毁伤破坏过程以及容器内空气运动过程,可以为容器内爆问题的数值模拟研究提供有效途径。 相似文献
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基于有限元程序LS-DYNA,在验证模型及参数可靠的基础上,对方孔网格型防爆网的防爆性能进行了三维数值模拟.通过计算冲击波超压减小率在防护面上的均值和方差,解决了防爆网防爆性能的量化标准问题.结果表明:防爆网可以有效减小爆炸对建筑的冲击,防爆效果与其和建筑之间的距离以及防爆网孔洞率、孔洞尺寸、厚度有关;适当增加防爆网与建筑之间的距离,可以获得良好的防爆效果;减小孔洞率或保持孔洞率不变的情况下减小孔洞尺寸,也可以提高防爆网的防爆性能;增加防爆网厚度可以有效减小爆炸对建筑的冲击作用,但也会使防爆的均匀性变差,因此通过增加防爆网厚度来提高其防爆性能时应兼顾考虑此两方面的问题. 相似文献
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《工程爆破》2022,(6)
基于有限元程序LS-DYNA,在验证模型及参数可靠的基础上,对方孔网格型防爆网的防爆性能进行了三维数值模拟。通过计算冲击波超压减小率在防护面上的均值和方差,解决了防爆网防爆性能的量化标准问题。结果表明:防爆网可以有效减小爆炸对建筑的冲击,防爆效果与其和建筑之间的距离以及防爆网孔洞率、孔洞尺寸、厚度有关;适当增加防爆网与建筑之间的距离,可以获得良好的防爆效果;减小孔洞率或保持孔洞率不变的情况下减小孔洞尺寸,也可以提高防爆网的防爆性能;增加防爆网厚度可以有效减小爆炸对建筑的冲击作用,但也会使防爆的均匀性变差,因此通过增加防爆网厚度来提高其防爆性能时应兼顾考虑此两方面的问题。 相似文献
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含铝炸药能改善能量的输出结构,增强爆轰产物的做功能力,将其应用于水下爆炸,能显著提高水中兵器的爆炸威力和毁伤能力。基于电测法采用PVDF压力传感器开展含铝炸药RL-F和TNT近场水下爆炸冲击波实验,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对其进行模拟;通过将仿真结果与实验值及经验值对比,结果表明采用合理的边界条件、计算参数和有限元模型,CEL方法能准确地模拟含铝炸药和TNT近场水下爆炸冲击波的传播过程;含铝炸药近场水下爆炸冲击波压力衰减速率相对于TNT较缓慢。在验证数值模型合理性的基础上,将数值结果拟合得到TNT近场水下爆炸冲击波峰值压力在6倍装药半径内以及含铝炸药峰值压力在一定比例距离范围内的近似回归公式。 相似文献
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以加筋圆柱壳模型为分析对象,应用MSC—DYTRAN非线性瞬态有限元分析软件建立水下爆炸载荷作用下流固耦合数值分析模型,对冲击因子为1.1的典型试验工况进行数值模拟,分析了加筋圆柱壳在爆炸载荷作用下的破坏机理,并将数值计算结果与试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性和有效性,进一步通过大量数值试验,分析了爆炸攻角、模型浸深对加筋圆柱壳弹塑性响应的影响,最后对气泡脉动载荷的二次毁伤效应进行了探讨。数值结果表明:同等当量炸药在相同爆距、相同浸深下,90°攻角总是最危险的爆炸角度,0°攻角与其他攻角相比,毁伤效果总是最小;模型浸深对结构的响应影响显著,模型浸深愈深,毁伤程度愈严重;当考虑气泡脉动载荷后,对于结构具有二次破坏作用,在相同药量相同爆距下、不同浸深下的二次破坏效果并不相同,呈现出浸深愈大,二次破坏效果愈显著的现象。 相似文献
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《振动与冲击》2016,(16)
基于可压缩流体力学基本理论,采用间断迦辽金(DG)方法结合直接虚拟流(DGF)方法和水平集(LS)方法(LS-DGF-DG方法),首先建立水下爆炸爆轰模型,对不同装药形式的水下爆炸冲击波载荷进行对比研究,分析讨论装药形状对冲击波载荷特性和爆轰产物初始形态的影响,随后将数值结果与经验公式进行对比,验证LS-DGF-DG计算程序的有效性,最后通过非线性有限元软件ABAQUS建立船体加筋板架模型,将LS-DGF-DG计算得到的近场水下爆炸载荷传输给ABAQUS,模拟加筋板架结构在近场水下爆炸载荷作用下的毁伤过程,并将计算结果与实验进行对比分析,总结相关规律。结果表明:起爆初期,柱形装药逐渐形成椭球形的爆轰产物,最终膨胀为球形;装药径向的冲击波压力峰值高于轴向,柱形装药的冲击波压力峰值高于球形装药的压力峰值;在近场水下爆炸载荷的作用下,加筋板架结构出现塑性大变形和剪切破坏的现象,数值结果与试验值吻合良好;加强筋的强弱对板架结构的破坏模式和塑性变形程度有较大影响,加强筋较强,破坏首先从加强筋位置出现,加强筋较弱,破坏主要出现在固支边界处。 相似文献
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对简单的板壳结构在爆炸载荷作用下的塑性响应特性进行了试验和数值仿真。运用 Hyperworks 和 LS-DYNA 程序,对基于两种不同钢材料模型建立的数值仿真模型进行计算,以试验结果为标准衡量不同材料模型在本试验条件下适用性,结果表明分段线性弹塑性模型适用于钢材料变形研究。得到不同空气域尺度对流固耦合数值仿真结果的影响,在保证计算精度并提高计算效率基础上,计算尺度应当为钢结构尺寸的3~5倍,计算尺度为钢结构尺寸3倍时,计算与测量结果偏差为2.5%;计算尺度为钢结构尺寸5倍时,计算结果几乎与试验值相当。 相似文献
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岩石内部富含形态各异的缺陷,对其力学特性有影响显著。通过对含单一预制孔洞砂岩试样进行单轴压缩试验,分析了孔洞几何形状对砂岩试样强度特征及破坏模式的影响规律,并利用RFPA2D数值模拟软件,对试样强度变化特征的力学机制进行探讨。研究表明:含孔洞砂岩试样的承载能力和弹性模量较完整岩样发生显著劣化,其中含正方形孔洞岩样的承载能力最弱,而含菱形孔洞岩样承载能力最强;试样最终失稳破坏主要由拉应力引起,且最大拉应力随孔洞几何形状不同而各异,其最终破坏模式主要有剪切破坏、张拉破坏和拉剪混合破坏3种;孔洞缺陷的结构效应对砂岩试样峰值强度和裂纹扩展特征也有影响。 相似文献