爆炸冲击波对装甲车辆的毁伤效能

针对弹药爆炸对装甲车辆毁伤这一复杂问题进行了合理的简化,研究冲击波对靶板的作用过程。利用AUTODYN软件对爆炸冲击波对靶板的作用过程进行了数值模拟,分析了靶板前后空气压力的变化情况,得到爆炸冲击波作用下靶板中心的挠度值,并与理论计算结果相对比,二者具有良好的一致性,为下一步冲击波的毁伤效能研究提供参考。     

坑道内爆炸冲击波的三维数值模拟与试验验证

采用多物质ALE算法,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了坑道内爆炸冲击波的三维数值计算模型。通过与试验实测数据对比,分析了网格尺寸、人工黏性系数、坑道长度等对数值计算结果的影响规律。结果表明:网格尺寸和人工黏性系数对计算结果的影响较大;坑道出口产生的稀疏波会使数值计算结果失真,数值计算时坑道长度宜为所研究测点到爆炸源距离的1.5倍。冲击波超压峰值和冲量计算值与试验实测值的最大误差分别为8.9%和3.1%。     

模拟油罐油气混合物爆炸实验与数值仿真研究

对模拟油罐内油气混合物爆炸冲击波特性进行了研究.在直径为1 m的模拟油罐中进行了油气混合物爆炸模拟实验,建立了模拟油罐油气混合物爆炸的数值仿真模型,并借助大型商业软件Fluent6.2完成了数值仿真研究.数值仿真结果与实验值较为吻合.模拟实验和数值仿真研究的结果表明:油气体积分数、罐内初始温度等决定模拟油罐油气混合物爆炸压力的大小.油罐内爆炸压力波的振荡特性对金属油罐结构来说是有害的.     

UHMWPE复合材料抗爆实验研究

运用定制的聚偏四氟乙烯(PVDF)压电传感器,直接测量爆炸载荷下UHMWPE层叠无纬布和PU基体的UHMWPE复合材料内部冲击波压力峰值,对其冲击波衰减特性进行了实验研究。实验结果表明:UHMWPE复合材料对爆炸冲击波有很好的衰减作用,含有PU基体的UHMWPE复合材料比UHMWPE层叠无纬布对爆炸冲击波有更好的衰减效果。UHMWPE复合材料具有轻质、吸收冲击波效率高等特性,在爆炸冲击波防护领域有很好的应用前景。     

液体推进剂爆炸火球热传递参数的试验测量技术

介绍了液体推进剂爆炸火球的内部温度,辐射温升和辐射热流密度的试验测量方法,试验测量的计算机数据采集系统,并给出了５０ｋｇ,１００ｋｇ,３００ｋｇ液体推进剂（Ｎ２Ｏ４／ＵＤＭＨ）爆炸火球的热传递参数的部分测量结果。     

T型坑道中爆炸冲击波传播规律的数值模拟

为了确定地下坑道中防护门上的冲击波荷载,首先需要弄清爆炸冲击波在坑道中的传播衰减规律.在模型坑道爆炸实验数据验证的基础上,应用数值模拟方法研究了T型坑道中爆炸冲击波的传播衰减规律.通过大量不同模型尺寸、不同炸药药量的数值模拟,得到了T型坑道中平面冲击波的形成位置,提出了爆炸冲击波通过T型坑道拐弯时新的冲击波压力衰减系数...     

爆炸冲击波作用下板架结构响应研究综述

板架结构是飞机和水面舰艇主要的组成单元,研究其在爆炸冲击波作用下的变形和破坏对目标结构的防护设计具有重要意义。国内外学者对板架结构在冲击波载荷作用下的变形与破坏进行了大量研究,形成了诸多成果。本文中从理论分析、实验研究和数值模拟3个方面总结了爆炸冲击波载荷作用下板架结构响应领域的研究现状,并对未来研究方向提出一些建议,为相关结构的抗爆设计以及战时毁伤评估提供参考。     

浅水爆炸特性数值模拟研究

为对浅水爆炸的荷载特性进行研究,首先采用LS-DYNA建立的浅水爆炸三维数值模拟模型对浅水爆炸的冲击波传播与气泡脉动进行了模拟,通过与经验计算公式对比验证了模型的可信性;然后,对浅水爆炸的荷载特点和分布规律进行了分析,并初步探究了水面及水底的影响规律,得到如下结论:LS-DYNA可实现浅水爆炸的有效模拟,模拟结果符合理论形态,且计算得到的荷载峰压和比冲量等特性参数与经验公式吻合良好。浅水爆炸荷载峰压在冲击波传播阶段出现,气泡脉动阶段荷载的比冲量则明显高于冲击波传播阶段,在浅水爆炸毁伤效应研究中,以上两个阶段均需考虑。炸药起爆深度附近及其以下水域为浅水爆炸荷载的主要作用区域。水面反射稀疏波和水底反射冲击波的峰压和衰减时间与冲击波相近;随着爆深增加,反射波对水面及水底附近位置影响增大,对水域中间位置的影响先减小后增大。     

狭长受限空间油气爆炸实验研究

为研究狭长受限空间中油气爆炸超压和火焰传播规律,搭建了狭长受限空间油气爆炸实验系统,并在狭长受限密闭管道中进行了油气爆炸实验。通过采集爆炸超压值、火焰强度值以及对燃烧产物成分进行分析,得到以下结论:距离点火端越远,最大爆炸超压值越大,但由于管壁的耗散效应以及油气体积分数的减小,导致靠近管道末端的压力有所下降;随着初始油气体积分数的增大,最大爆炸超压值和火焰传播速度先增大再减小;管道末端发生二次爆炸,在前驱冲击波过后,由于未燃气体压缩以及一次爆炸产物活性高等原因压力出现第2个峰值;在前驱冲击波的反射波以及水的不断冷凝、蒸发作用下,压力出现往复振荡现象;高油气体积分数下,燃烧反应不完全,产物更多以低碳烃类和CO为主。     

圆柱壳承受水下爆炸作用时的动响应

本文提出了有限水域内水下爆炸实验设计的一般考虑方法,结合实验结果得到了各种条件(λ/D)下圆柱壳受水下爆炸作用时的壁压分布规律,采用塑性动力学中绝对最小原理对结构响应进行了数值计算,给出了冲击波作用下圆柱壳响应的一种偏安全估算方法。     

水障防御的模型验证和预测

本文提供了预测浅水爆炸后水柱性能的数学模型和计算编程的验证材料。这些模型基于流体动力学的一般公式,使用了非压缩的液态假定。这些公式很好地适用于对长时气泡和水柱动力学的预测。模型的初始条件从球对称的气泡理论中推导而来,结合进常规的测量手段。水柱的“指状”效应发生在同时爆炸的离散装药的中心处,传统上将它作为由于冲击效应在水的表面形成的凹起。通过比较三维计算值和实验值验证了上述模型。通过探头和微波吸收仪定量地测量水柱的高度值和密度值,这些数值同使用三维直列装药和三维离散装药模型计算出的数值相比较。最后,得出了基于二维直列装药计算的最佳深度方面的研究结果。     

水下爆炸仿真参量设置影响研究

本文中研究了水下爆炸数值仿真参量设置对冲击波与气泡载荷计算结果的影响。构建一维楔形网格,研究了flow-out、transmit和none三种边界条件对气泡脉动特性的影响,表明应建立足够大的水域来模拟无限水域从而消除边界对气泡脉动的影响;构建不同水域尺寸的仿真模型,结果表明所述装药条件下合适的水域半径为1 200倍装药半径;网格密度影响水下爆炸冲击波压力峰值,基于计算结果拟合得到了5%误差和10%误差下网格尺寸最小取值的计算公式。研究结果为水下爆炸载荷高精度计算提供重要参考。     

地面爆炸条件下框架底层柱的破坏公式推导及数值模拟分析

由于常规武器地面爆炸时在地面附近形成了较为复杂的爆炸冲击波,该冲击波对附近军事目标的破坏非常严重.为便于对地面军事工程结构进行防护研究,有必要对军事工程结构的破坏距离进行预测和评估.在前人研究的基础上采用理论分析和数值模拟方法研究了常规武器地面爆炸条件下对框架底层柱的破坏作用.从理论上推导框架底层柱在遭受地面爆炸冲击荷载时的破坏程度预测公式,同时建立了炸药、空气、土壤和结构于一体的全耦合数值模型对推导公式进行了验证.结果表明理论推导和数值模拟计算结果较为一致,该公式可以为地面军事工程结构防常规武器打击提供一些建议和参考.     

单个球形装药浅层水中爆炸的试验研究

装药浅层水中爆炸研究是一个分复杂的问题。本文支用爆炸相似律对浅层水中爆炸冲击波参数进行了分析,并测试了水中冲以压力值。根据试验结果,本文对空间流场压力分布进行了分析并建立了模型进行了试验范围内冲击波压力的经验公式。     

坑道截面形状对爆炸冲击波传播规律的影响

为研究坑道截面形状对爆炸冲击波传播规律的影响,设计了 4种截面积相等但形状不同的坑道结构,利用有限元仿真软件对5 kg TNT球形裸装药在坑道内爆炸产生的冲击波传播过程进行了数值模拟,得到了圆形坑道内冲击波的传播规律以及不同截面形状对冲击波参数的影响规律.圆形坑道内冲击波超压峰值和比冲量的初始值最大,衰减最快;随着传播...     

数值计算方法在液体推进剂火箭发动机瞬变过程计算中的若干应用

本文用数值计算的方法对双组元液体推进剂姿态控制发动机的脉冲工作,四机并联工作,变推力工作的瞬变过程作了计算分析。同时还就推进剂中含有少量气体以及输送系统管道中的蓄能器对发动机瞬变过程的影响作了计算分析。计算结果表明,在发动机的研制阶段,数值计算方法可用来模拟发动机的瞬变过程。     

动爆冲击波场空间位置分布规律研究

为研究装药速度对爆炸冲击波场空间位置分布规律的影响,对不同速度装药的空中爆炸冲击波场进行了数值模拟,获取了动爆冲击波场演化历程图像。仿真结果表明：装药速度影响下爆炸冲击波波阵面的形状不再为球形,并且冲击波作用场呈现沿装药速度方向移动的现象,其移动量可以由波阵面所围区域几何中心的移动来表征,移动停止时几何中心的移动距离与装药速度大小近似成正比。对几何中心的移动距离开展了量纲分析,并在仿真数据的基础上建立了装药速度影响下几何中心移动距离的工程计算模型,校验结果表明,计算模型的精度较好,具有一定普适性。     

圆柱壳受水下爆炸冲击波作用的壁压分析

本文首先对圆柱壳受水下爆炸冲击波作用下的流体与结构的相互作用进行了分析,导出了在近距离、小药量爆炸条件下圆柱壳表面实际壁压的近似公式。在此基础上对圆柱壳爆炸实验的实测壁压进行了分析。结合壳体在冲击波作用下弹塑性响应的计算结果,对实测壁压给出了合理的解释。为进一步进行壳体响应分析打下了基础。     

冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形

水下爆炸冲击波和气泡载荷对舰船结构都有不同程度的毁伤作用,计算舰船结构在水下爆炸载荷作用下的塑性变形时,需要同时考虑两种载荷的影响.通过对加筋板结构刚塑性分析,运用Lagrangian方程,得到一种计算冲击波和气泡脉动压力波联合作用下加筋板塑性变形的方法.该方法计算结果与试验值和文献值吻合较好.对该计算方法的适用范围进...     

NEPE类推进剂燃烧模拟

在分析、研究硝胺和AP CMDB推进剂燃烧模型的基础上,结合NEPE类推进剂的配方和燃烧性能特点,建立了NEPE类推进剂燃烧的物理模型,并进行了燃速和压强指数的理论计算。结果表明,几乎100%的计算结果都在实验值的±10%范围内。这说明所建立的模型基本合理,编制的NEPE类推进剂燃速计算程序基本可行。