长坑道中化爆冲击波压力传播规律的数值模拟

为了对坑道中的防护门抗化爆冲击波效果进行有效的设计,首先需要确切知道通道中自由场压力的传播规律.基于Hopkinson比例定律,用LS-Dyna动力有限元软件模拟了常规炸药在坑道入口外爆炸情况下,长坑道中冲击波峰值压力的衰减规律.模拟结果与其它经验方法的预测结果进行了比较,可为进一步研究确定坑道中防护门上的化爆冲击波荷载及其防护技术提供依据.     

永久气体气瓶充装站隔爆防护墙设置问题的探讨

现行的规范、标准未明确永久气体气瓶充装站设置隔爆防护墙的具体要求,各设计、充装单位对设置隔爆防护墙的理解差异很大,很多充装站的隔爆防护墙达不到安全防护的目的。对永久气体气瓶充装站设置隔爆防护墙的目的、防护要求及范围进行探讨,并介绍了设置隔爆防护墙的结构型式。     

地面弹药堆垛设置隔爆墙试验研究

为了验证便携式隔爆墙对野战弹药堆垛的防护能力,在不同规格便携式隔爆墙内填充不同的介质,并将其置于弹药堆垛的前方进行防护,距隔爆墙一段距离进行实弹静爆,通过观察实弹对隔爆墙的破坏程度,来判断隔爆墙对弹药堆垛的防护效果。结果表明,在试验条件下,1.0 m厚隔爆墙在距炸点2.0 m以外、0.6 m厚隔爆墙在距炸点3.0 m以外防护有效;填充砂泥土隔爆墙的防护能力最强。     

空气和聚氨酯泡沫材料隔爆试验研究

在简要总结聚氨酯泡沫材料隔爆性能的基础上,介绍了硬质聚氨酯泡沫材料对冲击波的衰减规律.在空气和硬质聚氨酯泡沫材料的共同作用下,首先聚氨酯材料对冲击波进行衰减,穿过聚氨酯后空气介质又对冲击波进行二次衰减,冲击波的衰减就要复杂一些.对TNT和8701炸药(聚黑-2)采用升降法进行殉爆试验,在对试验定性分析的基础上,近似得出了空气和聚氨酯材料共同作用下的隔爆距离,以及当试验为临界条件时,紫铜药型罩对隔爆距离有较大的影响的结论.     

工业炸药成品装车位的隔爆设计

对于一些工业炸药生产线老厂区,由于厂区内建设用地紧张、内部距离受限等原因,无法在原有生产线基础上单独设置成品中转站台或成品中转库时,需要找到一种可靠措施,在保证转运车辆中工业炸药与生产工房内存药不相互殉爆的前提下实现工房土堤外装车。通过某公司的隔爆墙设计实例得出,采用两层钢砼墙板中间夹砂的组合隔爆墙替代防护土堤,占地面积小,能够起到抗爆、防殉爆效果,可以有效阻止生产工房或成品装车位有一方爆炸时导致另一方主体结构遭受严重破坏,是解决工业炸药生产企业老厂区工业炸药生产线防护土堤外装车的有效途径之一。     

刚性防爆墙迎爆面荷载计算方法研究

防爆墙作为一种有效的防护措施在国内外重要工程中得到了广泛应用,研究防爆墙迎爆面荷载计算方法有助于防爆墙的科学设计和合理使用。该文采用数值模拟的方法,对不同倾斜角度刚性墙迎爆面压力荷载的计算方法及不同倾角墙体的抗爆效能进行了研究。分析了冲击波在垂直墙体、迎向以及背向炸药倾斜墙体上的反射、绕流以及荷载分布规律,总结出了不同工况时墙体荷载计算方法。研究发现背向炸药倾斜的墙体与垂直墙体以及迎向炸药倾斜的墙体具有几乎相同的防护效果,但墙体所承受的荷载要低于其他两者,合理的解释了工程中存在的防爆墙后倾现象的力学机制。     

UHM WPE-PUF复合材料结构设计与隔爆实验

采用层状复合工艺,制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)-聚氨酯泡沫材料(PUF)复合材料;设计了复合材料隔爆实验,运用定制的聚偏氟乙烯(PVDF)压电传感器,直接测量了隔爆实验中材料内部冲击波压力,研究了UHMWPE-PUF复合材料对爆炸冲击波的衰减性能。研究表明,所制备的UHMWPE-PUF复合材料隔爆能力与同厚度的纯聚氨酯材料相比提高了近50%。将UHMWPE材料与PUF材料进行复合,可以充分发挥UHMWPE材料的高强、高模以及PUF材料较高的吸能特点,同时又弥补了PUF材料强度低的缺陷,且材料对爆炸冲击波的衰减性能得到极大提升,在爆炸防护领域有着很好的应用前景。     

包装工房炸药装车问题的探讨

文章针对炸药生产线的安全问题,分析了成品炸药装车转运现状,分析计算了炸药不殉爆距离.利用防护土堤与自动隔爆门的防护作用,采用皮带运输机将炸药转运至防护屏障外,实现了包装工序至上车的连续化、自动化作业.     

模拟破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合作用的等效试验方法

破片杀伤战斗部空爆冲击波与高速破片群联合毁伤作用下目标结构的毁伤特性、防护效能等是当前防护领域的热点和难点,但目前的试验研究手段和方法存在不足,为此,提出采用等效缩比战斗部(其原理为炸药爆炸驱动预制破片分散)来模拟破片杀伤战斗部,可作为进行空爆冲击波与高速破片群对防护结构的联合毁伤作用的实验方法。在确定防御目标战斗部、防御目标弹丸和几何缩尺比的基础上,根据爆炸力学相关经验公式,提出了求解等效缩比战斗部的装药和预制破片的相关参数的等效计算方法。该等效试验方法考虑了多破片侵彻的增强效应以及与爆炸冲击波的联合毁伤增强效应,且等效计算方法参数较少、简单实用。     

坑道口部Ｂ炸药爆炸冲击波传播速度模型试验研究

准确计算口部内爆炸条件下坑道中冲击波传播速度的变化规律,是坑道工程中防护设施抗精确打击设计的前提。为此,在野外进行１０次模型坑道内爆炸试验。模型坑道由可拼装式钢结构单元组成,净截面积为６０ｃｍ×６０ｃｍ,Ｂ炸药装药量范围为７５ｇ～５００ｇ。通过安装于坑道侧壁上的压力传感器实测冲击波波形,由实测数据拟合出坑道口部内爆炸条件下冲击波沿等截面直坑道传播的速度模型。算例分析表明,所拟合的坑道内冲击波传播速度的工程经验模型具有较高实用价值。     

防护条件下爆破冲击波衰减规律研究

在广州天河城西塔楼爆破之前,对近在10 m的玻璃幕墙安全性问题进行了论证.在目前还没有准确可行的计算爆破冲击波方法的条件下,从爆破冲击波对附近目标物的破坏机理入手,在室内对爆炸冲击压力进行了测试,模拟了在防护条件下爆破冲击波的衰减变化情况,并与在无防护条件下爆破冲击波衰减变化进行了同步对比,得到了在防护条件下爆破冲击波的衰减规律,指出近体防护材料的强度只要能够高出爆破冲击波的最大峰值,就能够有效地保护防护对象,这一结论在广州天河城西塔楼爆破拆除防护实践中得到了验证.     

混铁炉内渣铁的爆破切割技术

介绍了混铁炉内渣铁的控制爆破切割技术 ,包括爆破方案的选择、炮孔布置参数、装药量计算、起爆网络和起爆顺序、安全防护措施等 ;并着重从爆炸冲击波和爆破震动两个方面对爆破安全进行了校核。最后介绍了从本工程中获得的一些体会 ,可供类似工程参考。     

7层框剪结构大楼的爆破拆除

介绍框架剪力墙结构7层大楼的爆破拆除。为了使大楼倾倒并且解体完全,采用了多层布置切口单向连续折叠倾倒方案。文章对爆破方案选择、预处理工作、切口高度计算、爆破参数选取、起爆网路和防护措施等作了比较详细的叙述。作者强调,对于整体性好的建筑物,应通过人力或爆破方法尽可能多地预拆除部分内、外墙和框柱。     

化爆冲击波作用下建筑物内压缩波参数计算

根据空气动力学原理,分析了外部化爆条件下冲击波阵面后压缩气体经外墙孔口的流动过程,提出了室内平均压力的计算方法;针对砖墙填充的钢筋混凝土框架结构房屋,研究室内外压力作用下墙体的破坏和碎块飞散过程,得到了室内压缩波参数的确定方法,并运用已有试验数据对该方法的有效性进行了验证;通过算例分析了冲击波超压、孔口面积及墙体厚度对室内压缩波升压时间的影响,结论如下:前墙开孔房屋室内升压时间随孔口面积的增大而减小,外墙破坏时,封闭房屋室内升压时间随着墙壁厚度的减小和室外超压的增大而逐渐减小。     

钢板夹芯防爆墙防护效应的影响因素

研究防爆墙的防护效应,使其更为有效地降低爆炸冲击波对目标的破坏作用,设计了钢板夹聚氨酯和钢板夹混凝土两种防爆墙。利用一维应力波理论分析比较了两种防爆墙的防护能力,借助ANSYS/LS-DYNA软件讨论了不同墙高、爆距及测距对防爆墙防护效应的影响。研究表明:钢板夹芯的防爆墙芯材刚度越小,防护效应越好,且芯材会影响高压区形成的位置;防护率与墙后测点并无明显的数学关系,但各点防护率都围绕某一固定值上下波动,且该固定值随墙高的增加而增大;防护率(均值)随着墙高的增加而增大,且增幅也随之增大;防护率(均值)随爆距的增大而均匀减小,且减小的幅度与墙高呈负相关。     

钢板夹芯防爆墙防护效应的影响因素

研究防爆墙的防护效应,使其更为有效地降低爆炸冲击波对目标的破坏作用,设计了钢板夹聚氨酯和钢板夹混凝土两种防爆墙。利用一维应力波理论分析比较了两种防爆墙的防护能力,借助ANSYS/LS-DYNA软件讨论了不同墙高、爆距及测距对防爆墙防护效应的影响。研究表明:钢板夹芯的防爆墙芯材刚度越小,防护效应越好,且芯材会影响高压区形成的位置;防护率与墙后测点并无明显的数学关系,但各点防护率都围绕某一固定值上下波动,且该固定值随墙高的增加而增大;防护率(均值)随着墙高的增加而增大,且增幅也随之增大;防护率(均值)随爆距的增大而均匀减小,且减小的幅度与墙高呈负相关。     

结构内爆炸荷载作用下钢筋钢纤维混凝土抗爆墙设计探讨

基于内爆炸原理,分析了结构内爆炸荷载的组成,提出了内爆炸荷载作用下抗爆墙的解析计算方法,对钢筋混凝土抗爆墙设计进行优化;提出将钢纤维应用于抗爆墙设计,并结合实例对钢筋混凝土与钢筋钢纤维混凝土抗爆墙进行计算对比。结果表明:准静态气体压力使结构内抗爆隔墙所受荷载比建筑外抗爆墙高出25%以上;在相同距离、相同爆炸当量条件下,钢筋钢纤维混凝土比普通钢筋混凝土抗爆墙厚度减少11%。     

钢筋混凝土隔离墙抗爆性能数值模拟研究

为了研究钢筋混凝土隔离墙在爆炸荷载作用下的动态响应和抗爆性能,采用LS-DYNA有限元软件建立9 m跨度隔离墙结构简化模型,模拟了不同药量和爆炸距离下隔离墙的动态响应。将模拟结果与经验超压公式计算结果和已有试验结果对比,验证了爆炸荷载和材料参数选取的合理性,分析了结构的破坏过程、冲击波作用规律、墙面荷载分布规律和结构变形情况。结果表明:建立的数值模拟可以较好地模拟爆炸冲击波与结构的相互作用;墙面冲击波压力衰减速率与药量和爆炸距离密切相关,墙面压力衰减幅度可达97.8%。在相同药量时,随着爆炸距离增加,墙体底部压力减小,顶部冲量增加;墙体结构由小变形转变为结构整体的较大变形;比例距离小于0.376■时,墙体底部容易发生剪切破坏。模拟结果可以为抗爆隔离墙的设计提供依据。     

Relation of fragment with air shock wave intensity for explosion in a shell

A new analytical method is suggested for the computation of primary fragment velocity for an explosion in a shell (or case). The influence of the shell on the intensity of explosion-generated air shock waves is discussed, which shows that it is determined by the wall thickness (or the mass) of the location at which the fragment occurs, not by the total mass of the shell. By experimentation the air shock wave overpressures and the damage effects of simulative targets that are caused by the explosions of explosive charges in a shell and without a shell are examined under the same charge mass and shape, to verify the validity of the presented result in this work. By using the suggested theoretical method, the upper bound of fragment velocity and the lower bound, respectively, are calculated. The fragment velocity depends on the thickness of a shell, and the thicker or the heavier the shell, the more serious the influence of the shell on blast shock wave intensity.