冲击加载下两种典型抗高过载炸药的损伤特性

为研究冲击加载条件下典型抗高过载炸药的损伤特性,基于隔板实验的方法开展了两种典型抗高过载炸药的冲击损伤实验。通过改变隔板厚度,在炸药中产生不同程度的损伤。利用CT系统和扫描电镜研究了不同冲击加载条件下样品的损伤特性。结果表明,损伤后样品的密度变化与成型工艺有关,浇注成型炸药损伤后密度变小;而压装成型炸药损伤后密度变大。浇注炸药的扫描电镜结果表明,随着冲击强度的逐渐增大,炸药晶体与黏结剂之间的脱粘现象越明显,微孔洞也逐渐增大增多。     

基于声速定义的灰岩冲击损伤参数的计算范围

利用一级轻气炮对灰岩进行冲击损伤实验,并对回收样品进行了超声波测试,在此基础上建立了衰减系数和损伤变量、冲击损伤耗散能的拟合关系式.将岩石高速冲击损伤实验所获得的损伤参数D=0.40作为破碎区的边界,对现场爆破漏斗实验进行了数值模拟,证明应用D=0.40作为破碎区边界完全可行.     

复合材料结构侧向高速弹丸冲击研究

通过高速弹丸冲击试验研究复合材料层压板侧向冲击的损伤,利用有限元方法建立碳纤维增强树环氧基复合材料的三维冲击失效模型,研究计算高速弹丸侧向冲击载荷下复合材料的失效过程.对比模拟结果与试验结果,发现两者吻合较好.研究发现侧向冲击损伤区域呈半圆状并且上下对称,侧向冲击损伤区域远大于面内冲击损伤区域,损伤模式主要表现为基体的开裂和基体的分层.研究采用的三维Hashin损伤判据与界面单元联合仿真的方法可得到与试验吻合的计算结果.     

煤层冲击倾向性指标体系研究及实验验证

针对传统煤层冲击倾向性指标存在的局限性,基于考虑残余强度的损伤统计本构模型,从损伤因子、损伤速率和损伤速率加速度3个角度分别研究峰值强度点、损伤速率最值点、损伤速率加速度最值点处的损伤规律,对残余强度和动态损伤应变进行了修正,提出了新的煤层冲击倾向性指标—盈余能指数变化率,建立冲击倾向性指标体系,并开展冲击倾向性实验对新指标体系合理性进行验证.结果表明:考虑残余强度的损伤统计本构模型能较好地反映煤岩体峰值强度后应力—应变曲线变化趋势及残余强度特点,得到峰值强度点、损伤速率最值点和损伤速率加速度最值点处的损伤规律及损伤速率最大值表达式;根据修正后动态损伤应变的力学意义得到动态损伤应变与动态破坏时间关系式,采用动态损伤应变来表征动态破坏时间,从而使冲击倾向性实验不再受加载方式的限制;采用盈余能指数变化率指标可综合衡量盈余能、峰后破坏过程损耗应变能、动态破坏时间的变化情况;由最大损伤速率、动态损伤应变、盈余能指数变化率构成的新冲击倾向性指标体系更为有效和全面,为准确评价煤层冲击倾向性工作提供新方法.     

脆性煤岩损伤模型及冲击地压损伤能量指数

根据脆性煤岩的试验研究结果，采用损伤力学的原理和方法，建立了脆性煤岩的损伤本构模型，对脆性煤岩的损伤力学特性进行了研究。在此基础上，从煤岩损伤力学角度出发，研究了煤岩内部能量转化机制，导出了脆性煤岩损伤能量释放率，分析了煤层发生冲击地压过程中的能量变化，并提出了冲击地压的损伤能量指数这一新的概念，确定了冲击地压发生的必要条件。     

基于累积损伤过程的随机需求下订购时间间隔模型

将累积损伤过程运用于固定订购时间间隔模型中,把订单的出现看成库存系统受到的冲击,把订单产生的随机需求量看成给库存系统的冲击带来的损伤,以求得最低期望单位时间成本为目标,建立C(T,K)成本模型,最后用一个算例展示了当成本最低时的最优订购时间间隔和初始库存水平。     

Nomex蜂窝夹芯板冲击损伤试验研究

针对某型飞机上应用的Nomex蜂窝夹芯板,通过冲击损伤试验,研究了蜂窝夹芯板厚度对其抗冲击损伤能力的影响、试件损伤面积与冲击能量之间的关系以及穿透损伤对夹芯板轴压承载性能的影响。结果表明:20 mm与8 mm厚度板在分别承受40 J与25 J冲击能量时出现穿透损伤,厚板比薄板具有更高的抗冲击损伤能力;相同冲击能量时,20 mm厚板损伤面积比8 mm板的小;随冲击能量的增大,两种板的损伤面积逐渐增大;当冲击能量超过一定值时,8 mm板损伤面积增速明显加快;20 mm蜂窝夹芯板冲击后的剩余强度为完好件的56.7%,8 mm蜂窝夹芯板冲击后的剩余强度为完好件的67.5%。     

复合材料层合结构冲击损伤研究进展(Ⅰ)

简要介绍了近年来复合材料层合结构冲击损伤破坏及冲击后力学性能的实验研究状况，论述了冲击条件下各种损伤破坏模式的检测方法。     

损伤炸药反应速率及起爆的数值模拟

在PBX炸药冲击损伤和冲击起爆实验的基础上,采用拉格朗日分析方法对损伤炸药的化学反应速率方程进行整体标定,并对损伤炸药的冲击起爆过程进行了数值模拟. 结果表明,损伤炸药冲击波感度提高,得到了损伤炸药化学反应速率方程相关参数的变化规律.     

基于冲击瞬时能量梯度的蜂窝夹芯复合材料结构损伤监测

碳纤维增强复合材料具有独特的材料特性、可设计性,在现代卫星研制过程中的作用日益凸显,但其极易受到外太空碎片的撞击而产生多种类型的损伤,严重威胁在轨卫星的可靠性与稳定性。针对一种预制损伤的铝蜂窝夹芯碳纤维复合材料的安全监测需求,利用光纤Bragg光栅构建了分布式全光纤监测系统,监测在冲击过程中损伤区域处感应的光响应信号。通过总体经验模式分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)结合希尔伯特变换(Hilbert transform,HT),对冲击时域信号进行了有效提取,获得了冲击瞬时能量密度谱,提取相关能量特征并进行对比,进而生成冲击能量云图。实验结果表明:传感网络中任意一支传感器能够检测出四处损伤位置。该方法可为部分传感器失效情况下的损伤监测提供有益参考。     

线性系统破损边界曲线理论的研究

本文主要研究了线性系统包装件在半正弦波、后锯齿峰波和矩形波激励下的冲击谱及破损边界曲线，进而提出了影响产品破损的主要因素；更能确切地描述产品的破损规律．     

冲击波毁伤评估方法

针对冲击波对建筑物内目标毁伤概率研究的不足以及瞄准点选定困难的问题,首先分析了冲击波在建筑物中的毁伤特点,提出了体积毁伤概率的概念并给出了计算方法;其次通过研究冲击波在建筑物中的传播规律,建立了一种等效的冲击波峰值超压分布模型;然后运用网格划分的方法,得到了建筑物中毁伤概率最大的理想炸点。仿真中通过对离散点遍历得到建筑物内目标情况已知和未知2种不同假设情况下100kg TNT对飞机毁伤的最佳炸点,分别为(14,14,4)和(22.5,22.5,3),在最佳炸点引爆时毁伤概率分别为1和0.26。仿真表明:建筑物内目标位置明确的情况下毁伤概率明显大于目标位置不明确时,这与真实情况相符。     

强冲击2A12铝板产生等离子体对逻辑芯片模块的电磁毁伤

为研究强冲击2A12铝板产生等离子体对逻辑芯片模块的电磁毁伤效应,分别以航天控制系统中常用的CD54ACT32和CD74HC4075逻辑芯片模块为研究对象,利用二级轻气炮加载系统、朗缪尔三探针诊断系统和逻辑芯片模块逻辑状态的测试系统,开展了6组给定实验条件和方位角下弹丸高速撞击2A12铝板产生等离子体对逻辑芯片模块的毁伤效应实验,得到了等离子体电子温度和电子密度随时间的变化并通过实验数据拟合给出了电子温度及电子密度随时间变化的函数关系式.实验结果表明：在相同弹丸入射角度、相近撞击速度条件下高速撞击2A12铝板产生的等离子体造成了TTL电平信号CD54ACT32逻辑芯片模块的暂态毁伤和永久毁伤;等离子体对CMOS电平信号CD74HC4075只产生了暂态毁伤.证明了给定实验条件下CMOS逻辑芯片模块在抗等离子体毁伤方面强于TTL逻辑芯片模块.     

运输包装件冲击管理模型

分析了包装件在流通环境中的冲击特性，建立了运输包装件冲击管理模型。运用该模型能够预先分析和评价包装件在装卸及运输过程中发生破损的程度及其产生原因，有利于改进包装方法和优化设计方案，减少和避免冲击负载在流通过程中对产品造成的破损。     

不同横缝状态影响下混凝土重力坝抗爆性能研究

考虑混凝土重力坝横缝张开状态对大坝内冲击波传播的影响,基于FSI流固耦合数值分析方法模拟水下浅水爆炸冲击波的形成、传播及其与自由面、大坝结构之间的耦合相互作用过程,从混凝土重力坝的动态响应、渐进毁伤破坏过程及大坝损伤耗散能累积特性等方面,对比分析横缝状态对大坝综合抗爆性能的影响机制。结果表明,重力坝横缝张开范围对大坝抗爆性能有重要影响,且表现为加剧大坝动态响应、促进大坝混凝土毁伤破坏区域形成、增大坝体损伤耗能累积量的整体规律,明显削弱了大坝的抗爆性能。     

基于层次分析-模糊综合评价法的相控阵雷达毁伤评估方法

为了评估反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤能力,对某型多功能相控阵雷达目标进行了分析,综合几种影响因素,建立了评价指标体系,并给出了评价指标的量化等级. 为了研究不同反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤评估,应用层次分析-模糊综合评价法,建立某型相控阵雷达的毁伤评估模型.     

增韧氧化铝陶瓷的层裂强度及压缩损伤研究

采用一级轻气炮对增韧ZTA 95/10陶瓷进行一维应变冲击压缩,通过激光干涉测速技术测量样品的自由面速度剖面,计算经过冲击压缩后残余的层裂强度,分析了其与加载应力的关系,并与未增韧的AD95陶瓷进行了对比,讨论了冲击压缩损伤程度随加载应力的变化关系以及增韧效果. 结果表明:加载应力在其雨贡纽弹性极限σ_HEL(约4.1 GPa)以下,ZTA 95/10陶瓷的层裂强度基本稳定,平均值为0.39 GPa,材料未发生压缩损伤;超过σ_HEL,层裂强度逐渐降低,开始发生压缩损伤;层裂强度在1.5倍σ_HEL附近降低到0,表明压缩损伤程度比较严重. 与AD95陶瓷相比,加载应力在3.7 GPa(AD95陶瓷的冲击压缩损伤阈值应力)以下,两种陶瓷的层裂强度基本相当;加载应力进一步增大,AD95陶瓷的层裂强度快速降低,而增韧后的ZTA 95/10陶瓷的层裂强度下降并不明显,表明ZTA 95/10陶瓷的压缩损伤程度远小于AD95陶瓷,这在一定程度上体现了增韧效果.      

基于层次分析-模糊综合评价法的相控阵雷达毁伤评估

为了评估反辐射战斗部对相控阵雷达的毁伤能力,将层次分析法和模糊综合评价法用于毁伤效能评估中,建立了冲击波和破片毁伤效应模型.结合典型相控阵雷达,建立了战斗部对相控阵雷达的毁伤效应评估模型和毁伤评估评价指标体系,给出了评价指标的量化等级.通过计算,给出了典型相控阵雷达在特定条件下的量化计算结果.      

混凝土疲劳损伤累积神经网络模型

针对混凝土疲劳累积损伤的发展受荷载、材料性质等多种因素影响、很难用显式的数学函数表达的难题，基于神经网络方法提出了一个考虑变幅疲劳的级数和加载顺序影响的混凝土疲劳损伤累积模型，采用神经网络技术描述了其与材料性能、荷载应力间复杂的非线性映射关系，准确反映了混凝土疲劳损伤演变的真实过程，并运用离散系统仿真原理构造了退凝土变幅疲劳寿命预测的智能化仿真系统．该系统可用于结构抗疲劳设计和疲劳可靠性分析、有损结构损伤评估及维修决策．