舱室密闭空间中爆炸载荷燃烧增强效应试验研究

为研究梯恩梯(TNT)爆炸产物的燃烧释放能量对密闭空间中的爆炸载荷增强效应,开展7.50 g、11.25 g、15.00 g、22.50 g、30.00 g 5种不同质量的TNT分别在空气和氦气环境（抑制燃烧）密闭空间中的爆炸试验。通过压力、温度传感器及三维数字图像相关技术,得到爆炸载荷历程、准静态压力、封闭空间内气体温度、金属板试件的动态响应和最终变形等试验数据。对试验结果的分析和对比发现：TNT爆炸产物的燃烧效应对封闭舱室内的爆炸载荷与结构响应影响显著,5种不 同质量TNT在氦气环境中爆炸的准静态压力、温度峰值相较对应的空气工况中的降幅分别在38.81%~46.85%和57.53%~76.35%;试件最终变形较空气工况的降幅在19.1%~48.9%;建议在结构内爆响应的计算评估中应考虑爆炸载荷燃烧增强效应的影响。     

舱室密闭空间中爆炸载荷后燃烧效应数值计算研究

为准确分析梯恩梯炸药在密闭空间中的爆炸载荷,在统一设施标准模型和基于能量守恒的简化计算公式基础上,提出了一种计算爆炸产物后燃烧能量的方法。该方法应用到基于有限元分析软件ANSYS/AUTODYN平台的数值模拟中,实现负氧平衡炸药在密闭空间中爆炸过程的数值仿真计算。计算结果与试验测试结果表明：梯恩梯炸药在密闭空间中发生爆炸时,其爆轰产物的后燃烧效应不可忽视;不考虑爆炸产物的后燃烧效应,数值计算得到的准静态压力较试验值低55%以上,50 ms内冲量较试验值低49%以上;将爆轰产物的后燃烧能量计入后,爆炸压力及冲量时程的计算值与试验值吻合较好,为结构受爆炸载荷响应分析提供了准确的输入载荷。     

复合防护液舱抗爆效能对比试验研究

液舱是舰船多层防护结构体系中的重要功能舱室,战斗部近距离爆炸时,高速破片和冲击波载荷将对防护液舱产生严重的毁伤效应。针对高速破片和冲击波作用下防护液舱的动态响应特性和毁伤模式,提出了复合防护液舱的结构形式。为了对比该液舱相对常规液舱的抗爆效能,开展了战斗部模型近距离爆炸载荷作用下复合液舱和常规结构形式液舱毁伤的模型试验,得到了战斗部模型破片速度、液舱结构的变形、应变、破口尺寸、舱壁压力等参量。通过对比发现,相对于传统液舱结构,复合防护液舱前面板、后面板最大变形分别减少22.78%和8.47%,结构应变降低30%,冲击波峰值减弱18.62%,该新型结构形式明显提高了液舱抗爆防御效果。     

基于谱方法分析有阻尼负载圆柱壳频散特性

以Chebyshev多项式系为基函数,采用谱方法离散弹性理论的波动方程,建立对应的广义特征值问题。依据壳体结构波运动、内部流体及外部阻尼材料在界面处的位移、应力连续条件,构造此复杂圆柱壳系统广义特征值方程。通过数值求解特征值获得对应频率下波数,进而获得圆柱壳结构的频散曲线。分别讨论充水与否、有阻尼负载圆柱壳的频散曲线,获得有价值结论。     

车辆通过路面上的减速带时会引起周边环境振动

随着交通事业的迅速发展,城市规模日益扩大,交通事故因车速过快引发的事故增多。因此,对特殊路段(居民住宅小区叉道,道路与学校或工厂门口的交叉口……)要强行限制车辆行驶速度,选择在路面上安装橡胶制品减速带的方法(如图1所示)。图1图2当车辆驶过减速带时产生的特殊交通载荷(冲击与振动),会使道路两旁建筑物发生振动,这种振动响应与路面初始不平度、车速、车重、减速带的形状和材料、车辆轮径等有关。其中车速和载重量由低到高进行测试(图2),得到的水平与垂直振动加速度见表1。表1工况垂直(m/s2)水平(m/s2)装截20km/h0.04370.06467装截30k…     

胶栓复合钢接头力学性能研究

通过胶栓组合钢结构连接接头静力性能试验和疲劳性能试验,研究了其抗滑移性能,测试了抗滑移系数,检验了胶栓组合接头的静力性能和疲劳性能,并与摩擦型高强螺栓试件试验结果进行了对比分析。结果表明：①胶栓接头的静载承载能力和抗滑移能力与摩擦型接头相比,提高约80%以上;②较厚的胶层厚度能提高胶栓组合试件的抗滑移性能;③在经历200万次循环疲劳载荷的加载作用后,试件的抗滑移系数基本没有变化;④微观分析发现胶栓接头的破坏主要有胶体破坏和黏接界面破坏两种形式。相比于摩擦型接头,胶栓接头明显降低了对摩擦面/黏接面的平整度要求,提高了现场工作质量、效率和连接抗剪强度,具有较大的工程价值。     

圆柱形战斗部爆炸破片特性研究

有端部封盖的圆柱形战斗部爆炸产生破片的特征很难用理论公式确定,而在战斗部接近爆炸情况下,爆炸破片的分布将直接影响结构的破坏模式。该文采用数值计算方法对有端部封盖的圆柱形战斗部爆炸时壳体破裂形成自然破片的过程进行了数值模拟,研究了战斗部壳体产生的破片空间分布及速度特性,探讨了破片尺寸的影响因素,并将破片的速度分布特性与相关实验结果进行了对比分析。结果表明:有端部封盖的圆柱形战斗部爆炸时,远离起爆点的端部封盖形成的破片速度最大,圆柱形壳体高度方向上的破片的质量差异是由破片的长度尺寸引起,圆柱形壳体轴向(沿高度方向)的膨胀应变率的差值是破片长度的主要决定因素。远离起爆点的壳体轴向膨胀应变率差值较小,是破片长度尺寸较大的主要原因。     

截锥形弹体斜穿甲花瓣型破坏模型

根据截锥形弹体斜穿甲的破坏过程及破坏机理,提出了一种新的花瓣型破坏模式,推导了扩孔耗能、弹道极限及剩余速度公式。公式计算结果与有限元分析结果比较表明,两者吻合较好。     

锥头弹小斜角侵彻薄板剩余速度理论分析

为确定锥头弹体小斜角侵彻薄板后的剩余速度,分析了锥头弹小斜角侵彻薄板花瓣破坏模型,将弹体损失的动能转化为靶板的碟形凹陷应变能、裂缝扩展应变能、花瓣动力功和花瓣弯曲应变能,根据能量守恒原理推导了弹体的剩余速度公式.运用数值仿真方法对弹体剩余速度理论公式进行验证,理论结果与数值仿真结果吻合较好,验证了锥头弹体小斜角侵彻薄板后的剩余速度理论公式的合理性.