近爆作用下钢筋混凝土π梁防护性能的数值模拟

为研究钢筋混凝土π截面梁在近场爆炸荷载作用下的防护方法,采用ANSYS/LS-DYNA建立π梁爆炸数值模型,结合现场爆炸试验结果,对π梁在爆炸荷载作用下的破坏形态进行对比分析,验证数值模型的准确性.通过π梁在近爆荷载下采用不同防护层进行模拟分析,对π梁在不同防护工况下冲击波超压峰值分布规律、结构耗能规律、防护后π梁的破...     

钢板夹泡沫铝组合板抗接触爆炸性能研究

鉴于泡沫铝材料优异的吸能特性和三明治型组合构件在强度、刚度上的优势,针对分层结构为钢板-泡沫铝芯层-钢板的100 mm厚抗爆组合板进行了装药量为1.0 kg TNT的接触爆炸试验,考察了组合板在接触爆炸条件下的变形及破坏情况,并对组合板的变形破坏过程进行了理论分析和数值模拟。研究表明,组合板承受接触爆炸荷载时,主要通过局部压缩变形和整体弯曲变形吸收耗散能量,上下面板与芯层间易发生剥离现象。钢板相同时适当增大泡沫铝芯层厚度,泡沫铝芯层相同时增加钢板厚度,均可减小组合板承受接触爆炸冲击荷载时产生的变形破坏,提高其抗爆性能。     

泡沫铝夹芯结构在油气爆炸荷载作用下的抗爆性能试验研究

为研究泡沫铝夹芯结构对油气爆炸冲击波的衰减性能及影响其性能的因素,设计一种试验测试系统。在模拟坑道内,点燃混合均匀的油气混合物获取爆炸荷载,并通过调节油气浓度比例来控制爆炸荷载大小,对油气爆炸荷载作用下泡沫铝夹芯结构的防护性能进行定量分析。结果表明,当泡沫铝芯层厚度≥10 mm时,泡沫铝夹芯结构对油气爆炸冲击波的衰减效果优于实体金属结构;泡沫铝夹芯结构对油气爆炸冲击波的衰减效果随芯层厚度的增加而提升,但衰减效率呈逐渐减小趋势,试验得出的芯层最优厚度下限为16 mm。     

钢板夹钢管组合板抗接触爆炸性能研究

鉴于钢管良好的变形能力、吸能特性和夹层结构在强度、刚度上的优势,提出了分层结构为钢板-钢管芯层-钢板的三明治型抗爆组合板。对芯层钢管数量为5根、4根、3根的组合板进行了TNT装药量为1kg的接触爆炸试验,考察了各板在承受接触爆炸冲击荷载时的变形及破坏情况,并对变形破坏过程进行了理论分析和数值模拟。研究表明,钢板夹钢管组合板承受接触爆炸冲击荷载时,主要发生局部压缩变形。钢管变形是组合板耗散能量的主要途径。增加钢管数量,增大钢板厚度,增大钢管管壁厚度,均可减小组合板在接触爆炸条件下的变形破坏,提高抗接触爆炸性能。     

含泡沫铝防护层隧道衬砌结构的抗爆性能研究

隧道内爆炸作用可能导致其衬砌结构的破坏和坍塌,造成车辆通行受阻和生命财产损失。本文利用AUTODXN软件对含泡沫铝防护层隧道衬砌结构的抗爆性能进行数值模拟,分析了不同厚度防护层的抗爆效果。结果表明：泡沫铝对爆炸冲击波有良好的吸能作用和衰减特性,对隧道衬砌的损伤有明显的防护效果。     

双层泡沫铝夹芯板抗滚石冲击结构性能优化研究

在山区桥墩抗滚石冲击领域中,防护结构优良的耗能性能是保证桥墩安全稳定的关键。为此,引入泡沫铝夹芯结构,通过MTS压缩试验与动力有限元分析芯体厚度变化对夹芯板耗能性能的影响。结果表明:相比于单层泡沫铝夹芯板,相同压载条件下双层泡沫铝夹芯板具有更优良的耗能能力;对于双层泡沫铝夹芯板,一定程度上增大上下层泡沫铝芯体厚度均可有效提升夹芯板耗能性能,然而,当芯体厚度增大到一定值时,夹芯板耗能性能不再显著提升;双层泡沫铝夹芯板上下层厚度的最优化比例为3:2。上述研究成果已应用于S303映(秀)-卧(龙)公路青岗坪渔子溪大桥桥墩,防护效果显著。     

接触爆炸作用下钢板层裂效应数值分析

基于AutoDyn对接触爆炸荷载作用下钢板的层裂过程进行数值模拟,并对照试验进行分析,探讨了应力波在钢板中的传播过程和特点,剖析了钢板的层裂机理,指出钢板的层裂破坏是钢材在拉伸波作用下的一个损伤累积和能量累积过程。计算表明,装药的高度、钢板的厚度与材质是影响接触爆炸作用下钢板层裂发生、发展及其破坏效应的核心因素。试验和计算结论为钢板在某防护结构中的应用提供了技术参考。     

接触爆炸作用下钢板层裂效应数值分析

基于AutoDyn对接触爆炸荷载作用下钢板的层裂过程进行数值模拟,并对照试验进行分析,探讨了应力波在钢板中的传播过程和特点,剖析了钢板的层裂机理,指出钢板的层裂破坏是钢材在拉伸波作用下的一个损伤累积和能量累积过程。计算表明,装药的高度、钢板的厚度与材质是影响接触爆炸作用下钢板层裂发生、发展及其破坏效应的核心因素。试验和计算结论为钢板在某防护结构中的应用提供了技术参考。     

铝蜂窝夹芯结构爆炸罐动力响应研究

铝蜂窝芯具有良好的变形能力、优异的力学性能和缓冲吸能效果,在爆炸罐大当量化的应用方面展现出巨大的优势。结合单层爆炸罐试验和仿真计算结果,得出单层罐在爆炸荷载作用下的最薄弱位置,验证了数值模型的可靠性;基于此提出了一种内衬可滑动的钢板-铝蜂窝芯-钢板复合多层爆炸罐的结构设计,建立了复合多层罐的细观模型,并对其在承受爆炸荷载作用时的变形破坏过程进行了数值模拟。研究表明,单层爆炸罐的仿真计算结果与试验值基本吻合,端盖由于三波的汇聚使其承受荷载最大;铝蜂窝芯内衬的变形过程与能量的耗散同时进行,是耗能的主要途径;蜂窝芯内衬使爆炸罐获得了更好的抗爆能力,成功使1 000 g的TNT炸药量下复合罐的S_1测点的应变值小于150 g的TNT单层罐的S_1测点的应变值,该研究可为工程设计提供参考。     

钢板夹泡沫铝组合板抗爆性能研究

鉴于泡沫铝材料优异的吸能特性和夹层结构在强度、刚度上的优势,提出了分层结构为钢板-泡沫铝芯层-钢板的抗爆组合板。对厚度为10 cm、7 cm和5 cm的组合板进行了5组不同装药量的爆炸试验,考察了各板在不同装药量爆炸条件下的变形及破坏情况,并对变形破坏过程进行了理论分析。研究表明:组合板承受爆炸冲击荷载时,通过局部压缩变形和整体弯曲变形吸收能量。钢板相同时,适当增大泡沫铝芯层厚度,增强面板与芯层间连接,可提高该组合板的抗爆性能,防止组合板发生剥离,减小其承受爆炸冲击荷载时产生的变形。