典型防爆装备对TNT爆炸冲击波的防护性能

爆炸冲击波是炸药爆炸时产生的强间断载荷，是引起人体颅脑、肺部等含气器官组织直接损伤的主导危害。基于Q235钢钢材和复合材料+液体两种典型材质的防爆装备，开展多种TNT药量的静爆试验和数值计算，研究空爆(FAB)、钢制防爆罐(SEP)和柔性防爆罐(FEP)3种不同防护条件下冲击波传播衰减规律，分析SEP和FEP两种典型防爆装备的响应过程与防护机理，获得典型装备冲击波超压峰值削弱防护的经验模型。研究结果表明：SEP和FEP可以大幅度削弱内爆炸冲击波载荷，相较于同位置处的FAB,SEP可削弱冲击波超压峰值55.4%～66.3%,FEP可削弱超压峰值57.2%～77.7%,且过当量爆炸时FEP的冲击波防护能力明显高于SEP;分析SEP和FEP的主要防护机理均为绕射遮蔽作用，但FEP的顶盖显著增加了冲击波与结构作用时间，通过水的动量提取效应和不同波阻抗界面反射削弱逃逸冲击波强度，而SEP中的冲击波仅通过刚性材料反射消耗后迅速绕射逃逸；建立了SEP、FEP冲击波峰值超压削弱经验模型，与试验结果相比SEP、FEP削弱模型平均误差分别为2.4%和10.2%;得到的典型装备冲击波削弱规律及防护经验模型为...     

炸药爆炸事故的综合后果模型

讨论爆炸冲击波对建筑物的破坏作用，比较冲击波破坏半径和爆炸火球引燃木材半径的相对大小，提出炸药地面爆炸后果预测模型。该模型同时考虑爆炸冲击波、火球热辐射、房屋倒塌、爆源间面积、爆源间防爆程度、人员和财产分布状部等因素对事故后果的影响。模拟计算结果与事故的实际损伤情况基本相符。     

基于爆炸冲击波的头盔防护性能

针对爆炸冲击波致脑损伤的防护问题,开展基于爆炸冲击波的头盔防护性能研究,结合壁面压力传感器和颅脑模拟靶标,形成不同头盔结构和头盔内不同位置的冲击波防护试验测试方法,获取模拟靶标前额、颅顶和颅后的压力-时间变化曲线,分析爆炸冲击波在有/无防护条件下的颅脑表面传播规律。试验结果表明：头盔均能有效削弱冲击波超压,前额超压峰值可从无防护的352.57 kPa削弱至戴QGF-03式头盔的151.31 kPa,戴上全盔后则可削弱至11.36 kPa;冲击波在有防护的颅脑靶标传播过程中易发生绕射和叠加汇聚效应,与无防护相比,QGF-03式头盔内颅后超压提高了50%~100%,FAST头盔内颅后超压提高了9%,盔内压力作用时间显著增长,其中防护面罩可以大幅削弱爆炸冲击波对头部的作用,对前额和面部冲击波超压的削弱可达75%;全盔防护效果最好,能在前额、颅顶和颅后三处分别削弱90%、87%、80%超压峰值,密闭性对冲击波防护具有积极作用。     

爆炸冲击波对轻型装甲车辆底装甲毁伤效应数值仿真

为了分析爆炸冲击波对轻型装甲车辆底装甲的毁伤规律,在确定底装甲遭受爆炸冲击波毁伤主要影响因素的基础上,采用数值仿真方法进行毁伤效应研究.利用非线性动力学软件AUTODYN进行有限元建模,重点对底装甲厚度、材料、结构和爆距等因素对装甲底板遭爆炸冲击波毁伤的影响规律进行了研究.结果表明单一金属结构中均质装甲的防护性能最优,与复合装甲防护性能相似,硬铝防护性能最差.V形底装甲结构角度为10°时综合防护性能最佳,如果在V形板上加装平板后的抗毁伤能力更强.研究结果将对轻型装甲车辆底部防护与毁伤效能评估提供基础.     

温压弹爆炸效应与防护技术研究现状

温压弹爆炸冲击波具有冲量高、持续时间长的特点,直接威胁坑道内防护门的安全,研究温压弹爆炸效应与防护技术具有重要意义;回顾了温压弹爆炸冲击波、温压弹爆炸冲击波作用下防护门动力响应及防护门抗爆炸冲击波防护技术研究现状,并分析了目前研究中存在的问题及解决方法,对下一步温压弹爆炸效应与防护技术研究具有较大参考价值。     

泡沫铝材料防护性能的数值模拟

为了解不同材料参数对防护结构防护性能的影响,对泡沫铝材料防护性能的数值进行模拟.针对应用AUTOUDYN软件数值模拟单一泡沫铝作防护材料时对爆炸冲击波的衰减特性,设计防护结构为圆柱形的3维实体,根据圆柱形轴对称的特性,建立2维仿真简化模型,采用2维欧拉多物质算法数值模拟单一泡沫铝圆柱形防护结构,得出其对爆炸冲击波的衰减效果.结果表明:泡沫铝对冲击波有着显著的衰减作用,可为泡沫铝在相关复合防护结构中的应用提供参考.     

内爆炸冲击波信号的最佳小波基研究

为恢复强噪声干扰下的内爆炸冲击波压力信号,通过分析DbN、SymN及CoifN三种常用小波基的时频特性,结合内爆炸冲击波信号突变快、多峰值的主要特征,比较了三种小波基重构冲击波原始信号的能力以及在强噪声背景下提取特征信号的准确度,Sym10小波显示出较强的信号恢复能力,为内爆炸冲击波信号恢复的最佳小波基。     

防护墙对远场冲击波防护作用的数值模拟

基于任意拉格朗日流固耦合算法,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA研究了挡墙作用下爆炸冲击波的远场传播特性与衰减规律。计算模拟了不同情况的挡墙对冲击波对远场的作用和影响。计算结果表明,挡墙的防护作用较为明显,在一定范围内,挡墙越高、挡墙距爆源越近防护作用越明显。通过计算和分析知,科学、合理的设置挡墙的尺寸和位置对爆炸冲击波的远场防护具有重要的意义。     

水下近场爆炸冲击波作用下光测设备防护平台动态响应特性研究

以水下爆炸试验光学测量为研究背景,在水下近场爆炸冲击波作用下光学设备防护平台结构设计的基础上,通过传统的理论经验计算与计算机数值仿真计算方法,对防护平台结构的运动特性进行分析并校核。结果表明平台结构的运动响应满足光测设备和试验需求,验证了防护平台结构设计的合理性;防护平台结构背爆面的密封位置可向中部偏移以提高平台结构遭遇冲击波作用时的稳定性。     

乳肢基质抗冲击波性能研究

研究乳胶基质的抗冲击波性能对于认识乳化炸药的压力减敏机理有意义。乳胶基质受到冲击波作用后，添加一定量的空心玻璃微球，将其爆炸性能与预先加入相同含量空心玻璃微球做成的乳化炸药，受到冲击波作用后的爆炸性能作了比较。结果表明乳胶基质的抗冲击波性能优于乳化炸药，并对此作了分析，认为敏化剂的加入使炸药内部具有许多微小的界面，冲击波对乳化炸药作用时很容易使界面附近的乳胶体破乳，从而使炸药爆炸性能下降。     

爆炸冲击下防护罩安全性能分析与优化设计

为验证弹药装配中防护罩结构设计的合理性,提高安全防护性能.针对15 mm厚的防护罩采用理论计算与静力学分析,判断出防护罩结构的失效区域,提出增加厚度到30 mm,顶部设置2个100 mm×100 mm方形泄爆口的改进方案,通过爆炸冲击过程动力学模拟,评估厚度、泄爆口对防护罩安全性能的影响.结果表明:在不改变外形尺寸的情况下,优化后的防护罩能够满足抗爆设计要求,从而防止意外事故下对设备和人员的伤害,为大当量装药的小尺寸防护罩设计提供参考.     

一种基于某新型超近程主动防护系统的防护效果评估方法

为解决武器装备中拦截效能评估存在评价指标选取不全面、确定评价权重主观性强等问题,提出一种基 于某新型超近程主动防护系统的拦截防护效果评估方法。采用PCDM 公式,依据《防护工程防常规武器结构设计规 范》,结合美国TM585 计算软件,从爆炸震塌厚度、冲击波、破片3 个角度,对来袭弹体的拦截爆炸,给防护目标 造成的防护风险和破坏作用进行分析。分析结果表明,该方法可为新型防护系统的防护效果评估提供参考。     

国外舰艇抗水下爆炸研究进展

分析了水下爆炸对舰艇破坏的特点和开展舰艇抗水下爆炸研究的意义。从理论研究、试验研究、仿真计算研究、毁伤评估和规范标准研究、抗冲击防护研究5个方面对国外舰艇抗水下爆炸研究情况进行了综述,并提出我国要加强舰艇抗水下爆炸研究的建议。     

带防弹钢板的钢纤维混凝土靶抗侵爆性能分析

为使防护工程具有更好的抗侵彻抗爆性能,对不同钢纤维混凝土靶板的抗侵彻抗爆性能进行研究.分别对侵彻后的靶板和带有普通钢板的钢纤维混凝土靶板进行静爆试验,根据靶板破坏情况、侵彻深度和防弹钢板的裂纹长度,结合应变测量,分析爆炸后靶板钢筋上的应变数据,得出最优的防护靶板参数.试验结果表明:15 mm厚的防弹钢板可提高钢纤维混凝土靶板的抗侵彻性能,450 mm厚的钢纤维混凝土靶板拥有最优的抗侵彻抗爆性能.     

防手榴弹意外爆炸的抗爆箱设计

提高大量报废手榴弹处理工艺、设备、工装的安全度,是一个技术难题,为解决这一难题,防手榴弹意外爆炸的抗爆箱被应用到手榴弹拔弹处理过程中。本文综述了报废手榴弹拔弹处理现实技术的安全状况,介绍了防手榴弹意外爆炸的抗爆箱设计缘起、结构以及抗爆性能。     

某浮动冲击平台外载荷与冲击环境分析

为了进行舰载设备在接近实战条件下的抗冲击考核,设计并建造了浮动冲击平台。为摸清浮动冲击平台在一定外载荷下的冲击环境,进行了三次水下爆炸试验,采用1 kg RDX 装药在距离平台不同距离处爆炸,分别对平台外载荷和冲击环境进行了测量;外载荷测量结果表明：装药在水下5 m 爆炸时产生明显的气泡脉动载荷和空化效应,加强了对平台本体的冲击作用;冲击环境测量结果表明：冲击响应从迎爆面到背爆面有逐渐减小的趋势,迎爆面冲击谱速度达到5．3 m／s,位移11 cm;冲击环境满足Ⅲ类区域冲击环境要求。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

CL-20基含铝炸药水下爆炸实验研究与数值模拟（英）

为了研究含铝粉与不含铝粉的六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基高聚物粘结炸药（PBXs）的水下爆炸过程,制备了含铝量分别为0和15%的两种炸药,设计了一个水下爆炸实验装置,得到了炸药的冲击波压力历程、气泡周期和气泡脉动图。计算了两种炸药的冲击波能量、气泡能量和水下爆炸总能量。采用AUTODYN软件模拟了水下爆炸过程。结果表明,当铝含量从0增大到15%时,水下爆炸总能量由1.4倍TNT当量增加到1.7倍TNT当量。气泡脉动过程中,时间从49.5 ms到49.8 ms时,含铝炸药气泡内产生火光。含铝炸药与非含铝炸药超压分别为15.16 MPa与15.51 MPa,气泡二次压力分别为2.25 MPa与2.35 MPa,气泡周期分别为50.20 ms与46.76 ms,气泡最大半径分别为67.87 cm与60.27 cm;仿真得到含铝炸药与非含铝炸药参数超压分别为14.90 MPa与15.14 MPa,气泡二次压力分别为2.16 MPa与2.27 MPa,气泡周期分别为49.32 ms与45.90 ms,气泡最大半径分别为66.32 cm与58.89 cm。实验与仿真结果吻合良好。     

钢丝网高强混凝土抗爆性能试验研究

在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.在同等条件下,用0.6 kg和1.8 kg的TNT药块对体积含量2.15%的钢丝网增强高强混凝土（HSC）试件和体积含量3%和5%的钢纤维增强HSC试件进行接触爆炸试验,并将试验结果进行比较。结果表明,体积含量2.15%的钢丝网增强HSC试件抗爆性能介于体积含量3%、5%的钢纤维增强HSC试件之间,抗爆性能具有优势,但优势略逊于抗侵彻性能。基于试验结果的综合分析,利用钢丝网HSC进行防护工程的抗爆结构设计时,其k_a值可取为0.054.     

高速摄像防护结构抗水中爆炸冲击仿真研究

高速摄像机拍摄水中爆炸图像时,用于安装摄像机的防护结构在水中爆炸冲击波作用下可能产生塑性变形和较大位移,影响到高速摄像系统使用安全和图像拍摄效果;作者设计了高速摄像机水中抗冲击防护结构,为验证防护结构强度设计的合理性和水下爆炸作用下的稳定性,利用ABAQUS软件对防护结构抗水下爆炸冲击性能进行数值仿真计算,用冲击因子设置4个仿真计算工况;计算结果显示：防护结构在60 kgTNT当量装药、0．5的爆炸冲击因子作用下未产生塑性变形,产生的位移小于5 cm,防护结构强度和稳定性满足该条件下摄像机安全防护和水中爆炸图像拍摄使用要求。