复合射孔枪枪身材料动态本构关系的试验研究

为确定复合射孔枪枪身材料32CrMo4钢在井下高温、高加载率工作环境下的动态性能,利用MTS试验机和分离式Hopkinson冲击压杆装置做了应变率为0.001、1000和3000/s,温度为294、373、473和573K的单轴动态压缩试验,得到32CrMo4钢各组温度及应变率下的流动应力-应变曲线。拟合得到该钢Johnson-Cook本构关系模型所需的5个参数,模型拟合曲线与试验曲线吻合。     

射孔枪材料动态断裂韧度的试验研究

根据应用现场的断口分析,确定了射孔枪炸裂属于I型断裂。通过试验-数值分析方法,应用Hopkinson冲击杆测试了射孔枪材料32CrMo4的动态断裂韧度值KⅠD,为射孔枪的断裂分析建立了数据依据。最后用数值模拟的方法,比较了强度判据与断裂判据的破坏效果,从理论分析上验证了应用现场的断口分析结论。     

复合射孔数值模拟精度的实验验证

油井射孔在地下几千米深的井液介质中进行,在温度与压力作用下的射孔效果难以观察、测试和分析,而数值模拟可能会成为一种有效的分析工具,然而数值模拟的精度与有效性如何验证是一个新课题。针对这一问题,借助西安通源石油科技公司的地面试验测试装置,进行了爆炸冲击的流固耦合数值模拟的精度验证,并对比分析了实验测试与数值模拟计算的环空压力和残余变形量,结果证明数值模拟的计算精度能够满足石油工程精度的要求,也说明了数值模拟技术在石油工业中的重要意义。     

侵彻多层混凝土目标弹丸过载特性研究

研究了侵彻多层混凝土目标弹丸的过载特性，针对几种典型的弹丸初速度、混凝土靶板厚度以及混凝土强度，采用GRAFORVet．5商业程序进行了计算，得到了各种条件下的弹丸侵彻加速度过载曲线，分析了过载曲线的特征，为智能灵巧型引信提供设计参考和依据。     

复合射孔枪在井液环境中冲击响应的数值分析

针对9mm壁厚的102射孔枪在井液环境下的抗动载能力进行了系统的数值分析,用有限元软件流固耦合算法模拟了射孔枪在井液环境下的冲击响应。计算结果表明,射流孔及泄压孔孔边纵向位置的应力集中最明显,即枪身沿轴向裂开的可能性较大。另外,对影响射孔枪胀形量的一些因素进行了分析,结果表明枪内压力及射孔枪壁厚对射孔枪胀形量的影响较大,而岩石刚度对射孔枪胀形量的影响较小。     

SiCP/Al功能梯度装甲板抗侵彻性能的试验与数值模拟

采用粉末冶金方法制备碳化硅陶瓷颗粒(SiC_P)增强金属铝基复合材料板(MMCs), 并采用热压扩散法制备功能梯度装甲板(FGM)。利用高速冲击空气炮系统, 对纯铝靶板和两种不同铺层结构的功能梯度装甲靶板进行侵彻试验, 并利用LS-DYNA软件对侵彻试验过程进行数值模拟分析, 同时考察等厚、 等面密度下SiC颗粒分布对抗侵彻性能的影响。研究结果表明, 功能梯度板的抗侵彻性能比纯铝板好, 而两种不同铺层结构功能梯度板的抗侵彻性能相差不大。数值计算结果与现有试验结果取得了较好的一致, 说明了数值模拟的有效性。从数值计算结果可以看出, 层状功能梯度板比等厚、 等面密度均质复合材料靶板的抗侵彻能力好, 并可近似地认为等厚、 等面密度下多层功能梯度板的抗侵彻性能对颗粒分布不敏感。     

复合射孔枪接头脱落的数值分析

在相同结构和装药量的条件下,复合射孔在井下作业能够产生较高的枪内压力,容易引起接头的剪切脱落失效。据此,从结构和内压角度,应用塑性动力学的数值方法和材料的破坏判据分析了引起接头脱落失效的几种因素。发现螺纹剪切破坏存在一定的时间序列和顺序,以及载荷与失效的规律,为防止井下作业中复合射孔枪接头脱落失效提供了技术支持。     

钢筋砼结构爆炸后碎块抛射和散布的研究

为了解结构发生突发性爆炸后,对周围环境及生命财产安全所造成的危害,综合应用各种计算机数值仿真技术,对爆炸中所产生的碎块在空气中的飞行过程及其散布特性进行了数值模拟.数值模拟以LS-DYNA程序对结构的爆炸实时响应模拟结果为基础,采用自行编写的C++程序进行碎块飞行和散布的计算.碎块自由飞行时所受到的空气阻力与其速度的平方成正比,在各试验结果的基础上,对碎块的阻力系数提出合理的假设,并应用于阻力公式及运动方程.在进行碎块散布特性的统计分析时,提出了一些重要的统计分析数据项及方法,这些统计结果和方法将有助于理性地了解结构物爆炸所造成的危害.