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。     

带壳装药爆炸毁伤混凝土的数值模拟

为研究壳体对混凝土毁伤效果的影响规律,运用AUTODYN-2D对裸装药和不同厚度钢壳装药爆炸毁伤混凝土进行了数值模拟,结果表明,裸装药爆炸毁伤混凝土后的有效破坏区半径R2值比薄壳体时的小,但比较厚钢壳体时的大,这与试验结果吻合.壳体的存在对于最终毁伤效果的影响,视钢壳体的厚度而定.     

常规武器坑道口部爆炸效应的试验与数值模拟分析

通过现场试验和LS-DYNA有限元数值模拟方法研究了不同装药长径比对坑道内空气冲击波超压的影响.数值模拟计算结果与试验数据表明,常规武器战斗部装药长径比的增加引起了坑道内部空气冲击波超压明显增大,破坏能力得到增强.该结论为坑道防护设计提供了较好的参考依据.     

爆炸冲击波在复杂坑道内传播规律的数值研究

研究二维爆炸流场中空气冲击波在复杂坑道内传播的机制.对多物质流采用Euler方法和NND格式,对爆轰产物采用JWL状态方程;自行编制二维爆炸模拟计算程序.试验结果与数值模拟基本相符,反映了爆炸冲击波在坑道内传播的详细过程.结果表明:采用穿廊式出入口,可以削弱进入坑道内55%的空气冲击波强度;采用穿廊加扩散室可以削弱进入坑道75%的冲击波强度.     

坑道内典型工业炸药爆炸灾害效应的数值模拟

为了研究典型工业炸药在相对封闭的空间中爆炸产生的灾害效应,利用非线性动力学方法对3种典型的工业炸药(2号岩石硝铵炸药、乳化炸药、铵油炸药)在坑道内爆炸冲击波的传播特性和温度场分布情况进行了模拟计算,重点研究了工业炸药爆炸产生的超压与冲量破坏效应,并与传统高能炸药TNT进行对比分析。结果表明:2号岩石硝铵炸药爆炸产生的冲击波超压破坏作用和冲量破坏作用最大,乳化炸药次之,铵油炸药的破坏作用最小;爆炸均产生了明显二次超压破坏现象,其出现的原因是坑道局部出现冲击波聚焦现象;在高温灾害效应方面,2号岩石硝铵炸药的高温灾害效应最高,乳化炸药次之,铵油炸药最小。并将数值模拟结果与经验公式结果进行了比较,其吻合较好,证明了计算模型和参数选择的合理性。     

爆炸荷载作用下坑道结构振动响应及影响因素分析

根据爆炸荷载条件下的模型坑道试验,运用LS-DYNA显式动力分析软件,对试验中典型坑道段在顶爆和侧爆作用下的动力响应进行了数值模拟计算,研究了模型坑道结构在爆炸荷载下的最大振动加速度分布特征,并与试验结果进行了对比验证。结果表明,计算结果和实测结果基本吻合,能够真实反映爆炸荷载下坑道结构的振动响应。最后对不同单个影响坑道振动的截面形状参数进行了一系列数值计算,分析了在相同爆炸荷载下单个特定参数对坑道振动影响规律。     

准静态条件下爆炸作用对舰载机毁伤特性分析

利用ANSYS建立某型舰载机前机身模型,通过对导弹爆炸冲击作用的分析,并利用LS-DY-NA对舰载机前机身模型进行加载,得出爆炸作用对舰载机前机身的毁伤效果。仿真表明:在爆炸冲击波作用下,形变最大位置在驾驶员舱和机身连接处,压强最大位置在雷达罩侧面中心处。仿真结论有助于从结构和材料方面指导舰载机机身防护。     

准静态条件下爆炸作用对舰载机毁伤特性分析

利用ANSYS建立某型舰载机前机身模型,通过对导弹爆炸冲击作用的分析,并利用LS-DY-NA对舰载机前机身模型进行加载,得出爆炸作用对舰载机前机身的毁伤效果。仿真表明:在爆炸冲击波作用下,形变最大位置在驾驶员舱和机身连接处,压强最大位置在雷达罩侧面中心处。仿真结论有助于从结构和材料方面指导舰载机机身防护。     

水下爆炸冲击波的数值模拟与试验研究

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对小当量TNT炸药在无限水域内爆炸进行数值模拟,并将数值计算结果与实验室内实测数据以及传统的经验公式计算结果进行对比。分析发现:用传统的经验公式计算小当量TNT炸药在水下爆炸时的爆炸冲击波压力峰值,与实测值相比存在较大误差;运用有限元显式动力分析方法计算得到的水下爆炸冲击波压力峰值与实测值相吻合,并且水下爆炸冲击波波形相近。对数值计算值进行拟合得到水下爆炸冲击波压力峰值的计算公式,可以对同等条件下的水下爆炸试验进行估算。     

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。     

冰体标准爆破漏斗试验研究与数值模拟

通过对不同温度下淡水冰体标准爆破漏斗的试验研究与数值模拟,进一步揭示出不同温度冰体的爆破特征,数值模拟结果与试验结果表现出良好的一致性,研究结果对冰体爆破具有一定的指导意义.     

单自由面垂直炮孔爆炸作用的数值模拟

为了考查无空孔直眼掏槽爆破参数 ,采用数值模拟方法研究单自由面垂直炮孔的爆炸作用问题。数值模拟结果表明 ,在堵塞条件一定时 ,单自由面垂直炮孔爆破漏斗与装药长度无关。对于本算例所选取的炮孔参数、装药参数和岩石参数 ,爆破漏斗深度约为1～ 2m ,是孔径的 2 5～ 5 0倍。     

水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究综述

分析和总结了水下爆炸现象数值模拟以及水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究进展。首先概述了水下爆炸现象包括装药的爆轰、冲击波的产生和传播、气泡的形成和脉动三个阶段数值计算的研究情况;接着阐述了地震波作用下、水中冲击波作用下、气泡脉动压力作用和多种载荷同时作用时结构响应的数值研究概况;最后对此课题的研究方向提出了几点建议。     

水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究综述

分析和总结了水下爆炸现象数值模拟以及水下爆炸作用下结构响应的数值计算研究进展。首先概述了水下爆炸现象包括装药的爆轰、冲击波的产生和传播、气泡的形成和脉动三个阶段数值计算的研究情况;接着阐述了地震波作用下、水中冲击波作用下、气泡脉动压力作用和多种载荷同时作用时结构响应的数值研究概况;最后对此课题的研究方向提出了几点建议。     

球形装药淤泥中爆炸场数值模拟及分析

应用二维欧拉有限元程序对球形装药淤泥中爆炸进行了数值模拟。在分析淤泥特性的基础上 ,进行了模型及参数的选取。由计算结果与爆破试验实测数据的对比和分析可知 ,球形装药淤泥中的爆炸场与水中的爆炸场有相似性 ,因此可以应用本文中简化的淤泥介质模型来预测冲击波在淤泥中的衰减。     

球形装药淤泥中爆炸场数值模拟及分析

应用二维欧拉有限元程序对球形装药淤泥中爆炸进行了数值模拟。在分析淤泥特性的基础上 ,进行了模型及参数的选取。由计算结果与爆破试验实测数据的对比和分析可知 ,球形装药淤泥中的爆炸场与水中的爆炸场有相似性 ,因此可以应用本文中简化的淤泥介质模型来预测冲击波在淤泥中的衰减。     

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。     

内部爆炸作用下水介质容器壁部动态响应数值模拟

为了全面研究水介质爆炸容器在内部爆炸作用下,冲击波压力场的动态分布和壁部应变规律,本文利用动态数值模拟软件LS-DYNA,对水介质爆炸容器在内爆作用下内部动态压力场和壁部应变进行了三维数值模拟,并与实验和经验公式计算结果进行了对比。通过对数值模拟结果的分析,确定了爆炸容器结构强度在内爆作用下的薄弱区域。     

接触爆炸荷载下金属管道中应力波数值分析

以大口径金属管道为对象,通过数值模拟研究了金属管道在局部外接触爆炸荷载作用下的应力波对其的效应。根据管道应力波传播过程的数值模拟结果,分析了管壁中应力波产生、发展和传播的过程及应力波形特点;比较了管道发生破坏前后应力状态的变化;阐述了管壁各观测点切向、径向与轴向应力随时间的变化特征,并探讨了其中的原因。