水下多弹爆炸打击下混凝土重力坝的累积毁伤效应研究

大坝易遭受水下多弹爆炸打击,水下多弹爆炸打击下大坝的毁伤机制与模式有待深入研究。通过建立水下多弹爆炸打击的混凝土重力坝毁伤效应分析模型,重点讨论了单弹打击、多弹先后打击和多弹同步打击下大坝的动态响应特性和毁伤破坏模式,探讨了水下多弹打击对混凝土重力坝累计毁伤效应的影响,揭示了水下多弹爆炸打击下混凝土重力坝的毁伤机制和空间分布特征;同时,提出以开裂深度比作为重力坝水下爆炸毁伤判定指标,建议了混凝土重力坝爆炸毁伤破坏等级,定量评估了水下单弹和多弹打击下混凝土重力坝的毁伤效应。结果表明：单弹打击下大坝主要为轻微毁伤,而多弹打击下大坝发生严重毁伤,且水下多弹先后爆炸打击下毁伤破坏最严重。     

水下爆炸毁伤水下目标的频谱特性研究

利用水下爆炸试验中加速度传感器测得的轴向、径向及周向上的加速度数据,通过频域分析方法提取其频域特征参量,选取各向加速度短时傅里叶变换的最大谱值作为特征量。在此基础上,构造了判别函数对不同试验工况毁伤水下目标的毁伤效果进行了评估,最后通过计算核函数给出了目标毁伤曲线。结果表明,利用频域特征参量能较好的评估水下目标的毁伤情况。     

水下爆炸对水下目标的毁伤评估研究

从传统冲击因子的不足出发,提出了改进型冲击因子的计算方法,利用某水下目标的抗水下爆炸试验数据,计算了不同工况下的冲击因子,结果表明该冲击因子能较好地反映目标的毁伤情况,利用估计的冲击因子临界值,计算得到了目标的损伤距离曲线。最后引入概率统计的分析方法,通过蒙特卡洛方法模拟得到了爆炸点在平面内变化时目标的毁伤概率。     

水下接触爆炸下钢筋混凝土板毁伤模式探究

为了探究水下接触爆炸下钢筋混凝土板的毁伤破坏模式以及内部配筋的形变特性,利用AUTODYN软件建立了钢筋混凝土板水下接触爆炸全耦合精细模型,并通过水下接触爆炸现场试验,分析了水下接触爆炸荷载冲击下钢筋混凝土板的动态破坏全过程,探究了混凝土板内压力时程变化过程。结果表明：所建仿真耦合模型能够较好地描述水下接触爆炸下的爆炸冲击波传播以及钢筋混凝土板毁伤破坏过程;水下接触爆炸荷载作用下,钢筋混凝土板出现严重的冲切损伤,爆心区域板完全破碎、脱落,混凝土板整体变形较大,且内部配筋出现了较大的形变。     

箱形梁在水下近距非接触爆炸作用下的整体毁伤研究

为了研究舰船在水下近场爆炸作用下的整体毁伤模式,根据相似原则设计了两种箱形梁模型,将TNT炸药置于模型中部正下方爆炸,通过改变爆距和药量来研究试验模型在不同爆炸工况下的整体运动特性,并利用高速摄影仪观察模型的动态响应过程.试验研究发现:在梁模型一阶湿频率与气泡脉动频率相近的条件下,气泡脉动会激起结构明显的整体弯曲运动;当爆距与最大气泡半径之比为1～1.5时,梁结构会发生中垂破坏,形成一个或两个塑性绞;当爆距与最大气泡半径之比为2～4时,梁结构会发生鞭状运动响应;水下爆炸气泡对水面结构的整体毁伤作用大于初始冲击波。     

小当量柱型装药水下近场爆炸固支单层方形钢板毁伤特性研究

为研究小当量柱形装药水下近场爆炸固支单层方形钢板毁伤特性,采用高精度龙格库塔间断迦辽金(Runge-Kutta discontinuous Galerkin,RKDG)方法求解柱形装药水下近场爆炸载荷,并与水下爆炸经验公式进行对比,吻合良好.将计算得到的爆炸载荷加载到LS-DYNA非线性有限元求解器中,得到固支单层方形...     

水下近距爆炸作用下弹性钢板处的空化特性研究

弹性钢板在水下近距爆炸作用下,冲击波会使其附近流体形成局部空化,脉动气泡会使流体形成锥形空化。利用平面冲击波理论对局部空化的形成特性进行了研究,理论分析了结构目标尺度的变化对空化区域形成的影响,并通过具体试验对局部空化理论进行了验证,两者符合较好;通过试验和数值仿真方法研究了气泡脉动引起的锥形空化的形成特点,初步分析了锥形空化的形成原因。结果表明,锥形空化对结构具有较大的冲击作用。     

爆炸作用下坑道头部结构毁伤试验研究与数值模拟

针对信息化条件下坑道头部结构战时生存面临的挑战,对爆炸冲击作用下坑道头部结构的毁伤情况进行了试验研究。通过动力有限元软件LS-DYNA模拟了爆炸冲击对坑道头部结构的作用过程,将得到的结构毁伤情况与试验结果进行对比分析,二者比较接近,可为坑道结构的设计及毁伤模式研究提供参考。     

爆炸作用下坑道头部结构毁伤试验研究与数值模拟

针对信息化条件下坑道头部结构战时生存面临的挑战,对爆炸冲击作用下坑道头部结构的毁伤情况进行了试验研究。通过动力有限元软件LS-DYNA模拟了爆炸冲击对坑道头部结构的作用过程,将得到的结构毁伤情况与试验结果进行对比分析,二者比较接近,可为坑道结构的设计及毁伤模式研究提供参考。     

固支方板在水下爆炸气泡射流作用下动态响应

为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对水中结构的影响,借助于商用瞬态动力学有限元软件MSC. Dytran,对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,将气泡运动过程与试验结果进行对比分析,两者吻合较好,验证所建立方法的可行性。在此基础上,对射流发生时流场情况以及固支方板的响应特点进行分析,认为射流载荷是局部载荷,可以引起严重的局部破坏,在近场水下爆炸研究中必须予以重视。     

潜艇艇体结构在水下爆炸冲击载荷作用下损伤研究

采用数值计算和试验手段相结合的方法,对潜艇艇体结构在水下爆炸载荷作用下的损伤进行了研究。利用试验手段确定了潜艇艇体用钢的材料动态性能参数和潜艇典型单元结构在爆炸冲击载荷作用下的开裂判据。采用双层壳体建模方案对潜艇结构进行整艇有限元建模,运用MSC.DYTRAN程序对整艇结构进行水下抗爆仿真。分析了三种不同工况下潜艇艇体结构的损伤形式。本文计算方法和仿真结果可供潜艇水下抗爆设计和潜艇结构生命力评估参考。     

SRHSHPC框架结构地震损伤试验研究

基于一榀型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架结构试件拟静力试验,观测了SRHSHPC 框架结构在低周反复荷载作用下的裂缝开展和破坏模式,得到了框架结构的荷载位移曲线和骨架曲线,通过对试验现象的分析,揭示了SRHSHPC框架结构中梁、柱构件损伤与结构单层破坏之间的关系,引入节点位置权重系数,建立了结构单层地震损伤模型;通过对结构单层损伤与整体结构破坏之间的关系进行分析,建立了SRHSHPC框架结构地震损伤模型。计算结果与试验结果的对比表明:该文所建立的地震损伤模型能够较好地描述SRHSHPC框架结构的地震损伤演化过程与损伤程度,并反映构件损伤、局部结构损伤以及整体结构损伤三者之间迁移演化规律。     

近自由面水下爆炸气泡运动的数值计算研究

采用体积加速度模型确定水下爆炸气泡运动的初始条件,基于MSC.DYTRAN有限元软件开发了定义流场初始条件和边界条件的子程序,对近水面水下爆炸气泡脉动全物理过程和自由面水冢运动特性进行了数值模拟,将气泡脉动全过程和水冢运动高度的计算结果分别与实验结果、经验公式进行对比,验证有限元模型建立和子程序开发的正确性.以此为基础...     

水中爆炸气泡脉动周期的试验研究

通过工程试验研究 ,观测到水下爆炸引起的地基及水中结构物的二次地震波现象。借助已有的水下爆炸理论 ,分析试验结果 ,总结了地基及结构振动的规律 ,指出二次振动现象与水中爆炸产生的气泡脉动有关。试验特别给出了紧贴壁面爆炸时气泡脉动的规律及其脉动周期的计算结果。气泡脉动诱发的结构物二次振动的幅值与第一次振动的幅值相近 ,其危害性应引起重视。     

水中爆炸气泡脉动周期的试验研究

通过工程试验研究 ,观测到水下爆炸引起的地基及水中结构物的二次地震波现象。借助已有的水下爆炸理论 ,分析试验结果 ,总结了地基及结构振动的规律 ,指出二次振动现象与水中爆炸产生的气泡脉动有关。试验特别给出了紧贴壁面爆炸时气泡脉动的规律及其脉动周期的计算结果。气泡脉动诱发的结构物二次振动的幅值与第一次振动的幅值相近 ,其危害性应引起重视。     

水的状态方程对水下爆炸影响的研究

该文从Mie-Grüneisen方程出发推导了一般形式的水状态方程,并归纳了水的常用状态方程。通过与推导的状态方程作比较,获得了归纳的各状态方程的冲击Hugoniot压力关系和Grüneisen系数。将各状态方程的Hugoniot关系与LASL提供的实验数据进行了比较,分析了Grüneisen系数对冲击波后声速影响,根据比较和分析的结果可以最终确定水的各状态方程的使用范围。此外,根据推导的冲击波后声速的关系式可以确定冲击波后声速的上下限。而后,依照各状态方程的使用范围,采用一维非均熵流的特征线程序分别对各状态方程的TNT球型装药的水下爆炸问题进行数值计算。根据计算结果,绘制了各状态方程的冲击波峰值压力与比例距离(R/R₀)的关系曲线,比较了各状态方程的冲击波峰值压力的关系,分析了计算误差的产生原因。     

舰船模型水下爆炸应力应变试验研究

通过工程试验研究,观测并计算了水下爆炸引起的舰船模型应力应变现象。根据舰船材料强度理论、分析试验结果,总结了舰船模型应力应变受水下爆炸冲击的变化规律,指出舰船模型底板的应力应变与舰船底板的结构尺寸有关。试验给出了水下爆炸时舰船模型的应变数值和应力计算结果,以及舰船模型底板沿短边方向产生最大的应力与应变。     

舰船模型水下爆炸应力应变试验研究

通过工程试验研究,观测并计算了水下爆炸引起的舰船模型应力应变现象。根据舰船材料强度理论、分析试验结果,总结了舰船模型应力应变受水下爆炸冲击的变化规律,指出舰船模型底板的应力应变与舰船底板的结构尺寸有关。试验给出了水下爆炸时舰船模型的应变数值和应力计算结果,以及舰船模型底板沿短边方向产生最大的应力与应变。     

爆破引起岩体损伤的判别方法研究

依据弹性波理论 ,在假定爆破前后岩体的密度、泊松比近似相等的条件下 ,建立了声波的波降率 (η)、岩体的完整性系数 (Kv)以及弹性模量损失系数 (D)三者之间的关系 ,这为弹性模量损失系数 (D)的测定或计算提供了一种工程经验的途径。在上述关系式的基础上 ,以水电工程中边坡及基础爆破开挖为实例 ,对所建立的关系式进行了损伤标准的应用性探讨 ,由此提出了关于工程破坏损伤判据及可以接受的工程损伤判据概念     

水下爆炸载荷作用下加筋板变形及开裂试验研究

为了解加筋板结构在水下爆炸载荷作用下的变形模式,以及为数值仿真计算提供材料的开裂判据,通过试验研究,给出了加筋板的两种不同塑性变形模式.通过测量试验后加筋板裂纹的减薄率,利用体积等效原理确定了Q235钢在加筋板边界拉伸撕裂破坏模式中的开裂极限应变值,为结构在爆炸冲击作用下破损的数值仿真奠定了基础.