聚能金属射流开采石矿的形成过程数值研究

传统钻孔爆破所产生之爆炸冲击波和爆炸产生的气体的准静态压力对围岩的作用,增加了围岩的损伤,本研究提出了用聚能射流开采岩石方法的分析,以达到切割平整和对围岩无损伤的目的.对聚能射流各阶段进行了详细地计算建模,考虑了炸药爆轰、金属的驱动、药型罩压垮以及射流和杵体的形成过程.采用ANSYS AUTODYN软件模拟了聚能装药金属射流,得出了射流形成的过程以及相应的物理现象.仿真结果药型罩顶部和底部微元的压垮速度较小,在射流头部形成反向速度梯度,与计算数据吻合较好,对于爆炸聚能射流对在岩石孔内进行切割工程设计与侵彻参数的计算具有一定的参考价值.     

Numerical analysis method for the RC and geological structures subjected to extreme loading by energetic materials

This paper proposes and demonstrates a numerical simulation method suitable to analyze the local damage and dynamic response of the structures composed of the reinforced concrete (RC) and/or the geological materials subjected to extremely severe loading by the energetic material like high explosives (HE).     

乳化炸药聚能射流侵彻靶板的数值仿真

为了研究聚能射流侵彻靶板的过程,采用乳化炸药对半球形药型罩聚能射流侵彻靶板实验,控制炸高为9cm,药型罩采用铜质材料。利用AUTODYN软件对聚能射流的形成、侵彻铝板的过程进行数值仿真,并且对多物质EULER算法求解得到的模拟结果进行分析,仿真结果与实验结果基本一致。     

内弹道因素对中心爆管子母弹抛撒的影响

利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D建立了子母弹中心爆管抛撒内弹道模型,并对该中心爆管子母弹抛撒内弹道过程进行了数值模拟,得到了在不同内弹道条件下子弹抛撒情况.定性分析了壳体应力槽对壳体的影响,相对于没有应力槽的壳体,带有应力槽的壳体可以降低子弹所受压力,有助于子弹均匀有效抛撒.探讨了衬管材料对子弹抛撒的影响,半硬质聚氨酯泡沫塑料、尼龙塑料可以缓冲内弹道压力,增加压力作用时间,从而降低子弹过载,提高子弹抛撒速度.仿真结果为中心爆管子母弹抛撒理论和实验研究提供了依据.     

近地面空中爆炸马赫反射数值模拟研究

为研究马赫波冲击波参数的变化规律以及装药类型和装药形状对三波点迹线的影响,采用有限元分析软件AUTODYN建立了TNT装药近地面空中爆炸的有限元模型,将计算结果与试验结果进行了对比,两者吻合良好。在此基础上,对不同装药形状和装药类型的炸药进行了近地面空中爆炸的数值模拟。研究结果表明:马赫波波阵面上的冲量随高度增大而缓慢减小,超压峰值随高度增大先缓慢下降而后迅速减小。马赫波与地面近似垂直,其顶部的超压峰值仅为底部的67.6%~80.3%,顶部的冲量为底部的91.3%~99.0%。球形装药和长径比为1的柱状装药的三波点迹线几乎完全相同,柱状装药长径比越大,马赫波高度反而越小。C4炸药形成的马赫波高度略大于B炸药,但两者较为接近,TNT形成的马赫波高度明显小于C4和B炸药。     

深水爆炸载荷数值仿真研究

为了更好地研究水下爆炸载荷的特点,应用AUTODYN有限元程序,通过数值仿真得出深水水下爆炸冲击波载荷、气泡脉动载荷以及冲量,并与经验公式计算结果比较,同时分析了近场水下爆炸条件下圆形壳体结构的损伤。数值模拟得到的二次脉动压力、气泡大小、脉动周期等均与经验值接近,水下冲击波和气泡脉动的冲量大小相当,表明应用AUTODYN是研究水下爆炸现象的有效手段之一。     

冲击波反射超压沿刚性墙面的分布规律

为得到冲击波反射超压峰值沿刚性墙体高度分布的规律,利用AUTODYN软件建立数值计算模型并进行求解,并与美军常规武器防护设计手册(TM5-855-1)计算结果进行对比分析。通过拟合得到了刚性地面上不同比例距离处冲击波超压峰值沿刚性墙体高度分布的计算公式,可为防爆墙及结构抗爆设计提供参考。     

The influence of boundary conditions on the loading of rectangular plates subjected to localised blast loading – Importance in numerical simulations

A series of localised blast loading experiments are performed in order to understand how the experimental set-up influences the impulse imparted to a plate. The imparted impulse is measured using a ballistic pendulum. The experimental results show that for both rigid and deformable plates the impulse measured by a ballistic pendulum increases as the height of the boundary (clamps) increases. Significantly, it is found that although the measured impulse varies as a function of the boundary height, the plate deformation is unchanged. This suggests that not all of the impulse measured by the ballistic pendulum resulted in plate deformation. Therefore, in numerical and analytical modelling, the total impulse from the ballistic pendulum should not simply be applied as a centrally localised pressure load.     

穿甲弹异物阻滞膛炸机理数值仿真分析

以某穿甲弹近炮口处膛炸故障为背景,针对膛内存在异物时弹体和身管动态响应进行数值仿真,探讨膛炸机理并为故障分析与归零提供依据和参考。设定了两种典型异物阻滞形式：一是 异物阻滞造成弹体速度急剧下降或卡膛;二是弹体直接高速冲击膛内沙土类异物。采用有限元分析AUTODYN软件进行了多种不同工况数值计算,得到了弹体速度急剧下降时弹底燃气流场压力特征、身管变形与破裂形态,以及弹体高速冲击沙土类异物时结构动态响应、身管变形与破裂形态。研究结果表明：弹体膛内突然受阻和速度急剧下降,导致底部燃气中形成激波和局部高压区,局部高压区的存在可造成膛炸;弹体膛内近炮口处高速冲击沙土,身管受到复杂的强动载荷作用并可造成膛炸;数值仿真结果与实际故障情况相吻合并得到了故障复现试验的验证。     

钨合金杆式弹侵彻过程研究

通过对杆式穿甲弹的弹芯材料分析,用AUTODYN-3D非线性动力学仿真软件对钨金杆式弹高速侵彻钢靶板过程进行数值模拟,得到弹体剩余速度、残余弹芯长度等参数,分析弹芯"磨菇头"的成因、靶板的破坏形式及增加侵彻能力的途径,与试验结果进行对比,结果表明:两者侵彻毁伤效果基本相符。