线型聚能切割器爆破拆除钢结构烟囱的优化设计

以一座120m高钢结构烟囱爆破拆除工程为研究背景,为获得该工程中所用线型聚能切割器较优的结构参数组合,采用正交优化设计的方法,研究了线型聚能切割器罩顶角2α、母线长dm、罩壁厚δ和炸高H四个主要因素对聚能射流的影响,选取L27(313)正交优化表,以射流侵彻钢板最大深度Yi作为评判指标,利用LS-DYNA有限元分析软件进行数值计算,得到4个因素对评判指标Yi影响的主次顺序,获得了最佳的结构参数组合:罩顶角2α取90°、母线长dm取25mm、罩壁厚δ取1.0mm、炸高H取10mm。将优化后的线型聚能切割器应用于实际工程中,效果良好,符合工程要求。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点.文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系.进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起...     

线型聚能切割器结构参数优化设计及应用

针对钢结构目标,优化设计了一种组合式的爆炸切割装置,此装置可以实现对钢结构目标的快速高效切割。以线型聚能装药为研究对象,采用正交优化设计方法,对线型聚能切割器的药型罩壁厚、顶角、口径、炸高等主要结构参数进行优化设计,并确定了最优线型聚能装药结构。采用该结构参数的线型聚能切割器,能够对典型钢结构目标进行有效切割。     

带隔板线型聚能装药侵彻能力的正交优化

为了获得带隔板线型聚能装药最佳的结构参数,采用正交优化设计的方法,研究了药型罩楔形角2α、壁厚δ、装药高度H、隔板宽度a、隔板楔形角2β5个因素对线型聚能射流的影响,选取L25(55)正交优化表,利用LS-DYNA软件进行仿真计算,得到了5个因素对射流最大速度和射流长度影响的主次顺序,描述了各因素对射流两个指标的影响规律,获得了最佳的结构组合a3-2β2-H5-2α4-δ4。实验证明,该装药结构对钢靶的侵彻深度大于1倍药型罩口宽,提高了线型聚能装药的切割能力。     

带隔板线型聚能装药侵彻能力的正交优化

为了获得带隔板线型聚能装药最佳的结构参数,采用正交优化设计的方法,研究了药型罩楔形角2α、壁厚δ、装药高度H、隔板宽度a、隔板楔形角2β5个因素对线型聚能射流的影响,选取L25(55)正交优化表,利用LS-DYNA软件进行仿真计算,得到了5个因素对射流最大速度和射流长度影响的主次顺序,描述了各因素对射流两个指标的影响规律,获得了最佳的结构组合a3-2β2-H5-2α4-δ4。实验证明,该装药结构对钢靶的侵彻深度大于1倍药型罩口宽,提高了线型聚能装药的切割能力。     

线型聚能切割爆破的理论研究

通过对线型聚能爆炸切割器的高速碰撞问题建立不可压缩流体模型,推导获得了爆炸切割射流参数的解析解,将之与聚能破甲理论结合,详细分析了爆炸切割器的设计要点。文中系统地说明了线型聚能切割爆破的切割深度、切割器设计炸高、聚能罩最佳顶角、聚能罩材料等与切割器参数的关系。进而利用所建立的流体聚能切割理论模型,对聚能切割器顶部同步起爆、沿顶部线性和外表面高速起爆问题都进行了理论解析和研究,分析了各种起爆方式的切割射流与破甲特点,以及对切割器参数设计的影响等。还根据滑移爆轰、等容爆轰、正向起爆对飞片驱动能力的对比分析,结合所建立的聚能切割理论,说明了高速起爆可以提高切割能力的原理。通过分析对比各种装药质量比下飞片的爆炸能量利用率,指出了爆炸切割器设计药量的选取原则。对于复杂的三维爆炸聚能切割理论问题,笔者尽量采用简洁直观的数学方法进行理论推导,着重对物理概念的阐述与分析,以求对线型聚能爆破的理论和技术发展起到促进作用。     

双角度组合楔形罩线型聚能装药正交优化研究

为了获得双角度组合楔形罩线型聚能装药较优的结构参数组合,运用正交设计方法对其进行优化设计,采用L9(34)正交表获得了不同的试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对各方案进行了数值模拟,获得了不同方案的最大射流速度和射流断裂前的最大长度.其中,最大的射流速度和射流长度分别为4494.77 m/s和80.20 mm,经过对数值模拟结果的分析获得了最佳的参数组合方案.结果分析表明:各因素对射流速度和射流长度的影响规律由主至次均为δ→a→2β→α,较优参数组合方案分别为2α3-2β3-δ3-a1和2α3-2β1-δ1-a1.     

两材料组合楔形罩 LSC 结构参数正交优化研究

为了了解各因素对两材料组合楔形罩线型聚能装药射流成型的影响规律,获得其较优的结构参数组合,运用正交设计方法对其进行优化设计,采用 L 9（34）正交表获得了不同的数值模拟方案,利用 ANSYS/LS-DYNA 对各方案进行了数值模拟,获得了各方案的最大射流速度和射流断裂前的最大长度。结果分析表明：无论是内工业纯铁外紫铜材料组合还是内紫铜外工业纯铁材料组合罩结构,各因素对射流速度和射流长度的影响规律由主至次分别为 a→2α→δ2→δ1和δ1→a→δ2→2α,对射流速度均选择2α3-δ13-δ23- a1为优化方案,对射流长度则分别选择2α3-δ11-δ22- a1和2α1-δ11-δ21- a1为优化方案。     

半正方形罩线型切割器的数值模拟研究

半正方形药型罩也可以看作两个楔角90°楔形药型罩相对排列在一起而演化出的一种线型聚能装药结构。应用LS-DYNA非线性有限元软件完成了爆炸载荷下半正方形罩线性切割器形成射流过程的数值模拟。结果表明,半正方形罩线性切割器能形成一股片状扇形聚能射流;半正方形罩线型切割器形成射流存在一个初始射流二次汇聚的过程,二次汇聚形成的射流速度比一次汇聚射流速度提高了33%以上;半正方形罩线型切割器形成射流速度要明显高于普通线型切割器;随药型罩厚度的增加,半正方形罩线型切割器形成射流速度降低。     

基于等质量变壁厚球缺罩聚能杆式射流成型特性研究*

基于变壁厚球缺罩质量恒定假设,通过改变药型罩内表面曲率半径rx 和罩顶厚度s,调整药型罩的结构,建立了δs与rx 设计参数计算模型;采用LS-DYNA3D显式非线性动力有限元程序,对不同结构变壁厚球缺罩形成聚能杆式射流的过程进行三维数值模拟;设计出罩顶厚度改变量δs 在（-1．2～＋1．2） mm范围内的7种不同结构变壁厚球缺罩方案,研究其形成聚能杆式射流的形态和各项性能参数的变化规律,并与等壁厚药型罩形成的聚能杆式射流参数进行对比分析。研究结果表明：变壁厚球缺罩对杆式射流的形状、长度、密实度和断裂时间等性能参数均有较显著影响;当δs ＝-0．4mm时,杆式射流头部速度为3317m/s,并且速度梯度分布合理,杆式射流的综合性能较优。     

线型聚能切割器水下切割钢板性能的数值模拟研究

借助ANSYS/LS-DYNA软件对线型聚能切割器水下切割钢板性能的影响因素进行了数值模拟研究。重点分析了水介质、有无药型罩和带有空气槽对射流侵彻靶板的特性影响。结果表明:聚能槽内的水介质会阻碍射流的形成,严重影响切割性能;带有空气槽的切割器可以提供射流形成的空间,大幅提高射流的侵彻能力;通过对无药型罩切割器水下切割钢板的数值计算,得到的钢板侵彻深度可达15.3 mm,相比有药型罩时,无药型罩的切割深度有了很大提高,侵彻深度大约是有药型罩的3倍,接近空气中线型聚能切割器对钢板的切割深度17.2 mm。     

线型聚能切割器在工程爆破中的应用研究

以线型聚能装药切割器技术在某爆破工程中应用的实例,分析了线型聚能射流切割目标的原理及影响因素,提出了对于一般常用钢构件材料条件下工程爆破采用线型聚能切割器的参数设计方法,进而展望了此器材在工程爆破中应用的发展前景.     

异形PDC齿混合切削破碎花岗岩特性研究

针对常规齿PDC钻头在硬地层钻进中出现的磨损大,崩齿、碎齿严重等问题,各种异形齿被广泛用于钻头设计。为探究和优化单一齿形及混合齿形PDC钻头的布齿间距,提高PDC齿在花岗岩地层的破岩效率,进行了相同形状PDC齿组合切削破岩室内试验和平面PDC齿与异形齿混合布齿数值仿真实验。研究结果表明：在切削花岗岩且切深为1.0 mm时,平面齿组合的最优布齿间距为10 mm,斧形齿为12 mm,锥形齿为3 mm,三平面齿为11 mm。混合布齿组合中,“平面齿+斧形齿”的最优布齿间距为6 mm,“平面齿+锥形齿”为8 mm,“平面齿+三平面齿”为9 mm。在不同的组合中,包含三平面齿的组合其破岩比功最低,破岩效率最高。研究结果对单一齿形钻头以及混合齿钻头的齿形选择和布齿间距优化具有重要的参考作用。     

线型聚能装药切割器系统参数研究

为满足某新型战斗部的要求 ,基于定常理论设计了线型聚能装药切割器。利用紫铜和钢药型罩切割器对不同厚度的钢板进行了切割试验 ,得到了一组切割器参数及相应的切割深度。对实际的与理论计算的切割深度进行了比较 ,结果表明 :装药量较大的线型聚能装药切割器 ,其实际切割深度略大于理论切割深度 ,可以满足某新型战斗部的要求 ;同时表明 ,对于小型切割器 ,利用公式 p =2 ·sinα·L ρj/ ρt计算侵彻深度是可行的     

线型聚能装药切割器系统参数研究

为满足某新型战斗部的要求 ,基于定常理论设计了线型聚能装药切割器。利用紫铜和钢药型罩切割器对不同厚度的钢板进行了切割试验 ,得到了一组切割器参数及相应的切割深度。对实际的与理论计算的切割深度进行了比较 ,结果表明 :装药量较大的线型聚能装药切割器 ,其实际切割深度略大于理论切割深度 ,可以满足某新型战斗部的要求 ;同时表明 ,对于小型切割器 ,利用公式 p =2 ·sinα·L ρj/ ρt计算侵彻深度是可行的     

线性聚能切割器切割钢索的试验研究及数值模拟

基于经典射流成型理论计算基础设计了线性聚能装药切割器,利用铜质药型罩切割器对100mm直径的桥梁钢索进行了切割试验,并利用LS-DYNA对线性聚能射流侵彻钢索进行了数值模拟。试验与数值模拟均表明,利用线性聚能切割器切割钢索进行定向爆破拆除是可行的。     

大型钢结构物聚能切割爆破技术研究

上钢一厂钢结构厂房拆除工程是我国首次采用聚能切割爆破技术进行的大型钢结构物的爆破拆除.爆破拆除的钢结构厂房总面积3.87万平方米.爆破拆除工程解决了线性聚能切割器的设计与定型、爆破预处理设计与施工、钢结构聚能切割爆破的方案设计、爆破安全防护等多项关键技术.工程爆破效果良好,爆破危害效应得到了很好的控制.