压装TNT二维稳态爆轰反应区的流场分析

用实验测得两种直径的压装TNT药柱二维定常爆轰波的爆速和前导冲击波形状,利用二维C-J条件和守恒关系式求得其压力和反应度沿流线的变化曲线,从而研究压装TNT二维定常爆轰波反应区的流场性态,这对于爆轰理论发展和精密装药设计都是很重要的.     

延性材料一维动态断裂研究

对LY12铝合金进行了一维层裂的研究,利用锰铜压阻传感器测得了层裂信号,通过定量金相观察得到了靶板中损伤度的分布.提出了一个延性材料动态断裂模型,模型中考虑了材料的硬化和应变率效应,同时也考虑了惯性效应.作为本模型的一个应用,对两个层裂实验进行了数值模拟,计算结果与实验吻合。     

爆炸冲击作用下钢筋混凝土板的动态响应研究

为研究爆炸载荷下钢筋混凝土板的动态响应,基于量纲分析得到了球形装药质量、爆心距和钢筋混凝土靶板挠度之间的无量纲关系.利用有限元软件AUTODYN建立空气-炸药-钢筋混凝土板的三维数值模型,考虑炸药、空气和靶板之间的流固耦合相互作用,模拟结果和实验结果基本吻合.改变固支条件为四边固支,控制单一变量,分别得到装药质量和爆心距对靶板挠度的影响规律.结果表明,保持爆心距一定,当比例距离大于0.6 m/kg^1/3的情况下,即不考虑近场爆炸和接触爆炸,钢筋混凝土板中心挠度随装药质量增加近似呈线性递增趋势;而当改变爆心距时,挠度随爆心距的增加近似呈指数递减趋势.     

爆炸载荷下结构响应的非耦合数值模拟方法研究

提出一种用于研究远场条件下爆炸冲击波毁伤规律的数值方法,即非耦合欧拉-拉格朗日算法。通过分析模型参数敏感性考察算法的适用性与计算精度。结果表明,载荷曲线的形状对于数值模拟中测点的位移-时间曲线起着重要作用,其中载荷应被认为是动态的而不是脉冲的。基于非耦合欧拉-拉格朗日算法的结构响应低于纯拉格朗日算法,其中结构柔性降低了压力负载并因此降低了结构响应。在模拟大流场爆炸问题中,非耦合欧拉-拉格朗日算法的计算精度优于纯拉格朗日算法。     

弹体斜侵彻混凝土薄靶的姿态变化规律数值模拟

为得到弹体斜侵彻混凝土薄靶后弹体姿态变化的规律,采用LS-DYNA非线性有限元程序进行数值模拟计算,通过与多种工况下弹体侵彻有限厚混凝土靶的实验结果进行比较,验证采用的数值模拟计算模型、网格设置、材料模型和参数等的合理性,并在此基础上计算不同质量弹体,在不同侵彻速度、初始倾角条件下弹体斜侵彻混凝土薄靶的出靶状态,得到弹体出靶时偏转角度与弹体质量、侵彻速度和初始倾角的关系. 研究结果可预测弹体侵彻单层靶、多层靶的弹道变化.     

管道中瓦斯爆炸过程的数值模拟

利用AutoReaGas软件对封闭的长直管道内瓦斯爆炸进行了数值模拟,研究了瓦斯的浓度对爆炸超压影响的规律. 在此基础上,进一步研究了障碍物个数和阻塞比对瓦斯爆炸超压和火焰传播速度的影响. 数值结果表明,在无障碍物的管道中,当瓦斯浓度为化学当量浓度时,爆炸超压值最大;在带有障碍物的管道中,火焰速度值随着障碍物数量的增加先增大后减小;当障碍物个数一定时,最大爆炸超压和火焰速度随阻塞比增大而增加.     

悬臂梁端部受质量块撞击的弹塑性动力响应数值解

针对Parkes梁问题,基于LS-DYNA的Lagrange六面体常应力积分单元的数值模拟结果,利用连续介质力学基本原理建立了获得截面弯矩、剪力等特征量的方法,研究了截面弯矩分布发展规律并讨论了撞击过程、黏塑性对悬臂梁瞬态动力响应结果的影响,计算结果与Parkes理论解和Reid等的数值解定性一致. 结果表明,在弹塑性弯曲波作用早期,由于高速撞击产生的动力响应明显强于施加单元初速度的响应,后者的做法对于结构抗动载设计而言更为危险.     

基于降阶态法的地下指挥所毁伤评估

为评估常规战斗部对地下指挥所的毁伤能力,研究得到了地下指挥所毁伤树结构图、毁伤等级和部件毁伤判据. 采用蒙特卡洛方法和降阶态评估方法建立了侵彻爆破战斗部对地下指挥所的毁伤评估模型. 通过仿真计算得到了各种弹目交汇初始条件下,地下指挥所所有可能的关键部件毁伤态向量的全域分布,从而给出各个功能子系统的性能降阶态发生概率及地下指挥所整体易损性度量指标.     

浓度梯度对瓦斯爆炸影响的数值模拟

针对煤矿巷道中存在瓦斯浓度梯度的问题,基于时间上的TVD Runge-Kutta格式,空间上的5阶加权本质无振荡(WENO)格式离散控制方程组,自主研发了高精度大规模的并行计算程序. 利用该程序模拟了煤矿巷道中的爆轰波的传播过程. 研究结果得出了纵向和横向浓度梯度对瓦斯爆炸的影响规律,模拟结果与理论分析结果基本吻合.      

坑道目标毁伤效果的模糊综合评估研究

为评估常规战斗部对坑道目标的毁伤能力,在分析坑道目标毁伤表征内涵的基础上,提出了坑道目标毁伤表征指标体系,包括防护层毁伤指标、防护门毁伤指标、内部空间毁伤指标,并给出了毁伤表征指标的量化方法. 基于模糊综合评判方法和层次分析法,提出了坑道目标毁伤效果的评估模型,有效解决了坑道目标毁伤的多指标评估问题,可用于定量评定战斗部对特定目标的综合毁伤效果,具有较强的实用价值.