不同形状装药爆炸冲击波场及对靶板作用效应的数值模拟

利用非线性动力学软件AUTODYN对球形及不同长径比圆柱形装药冲击波场及其传播过程进行数值模拟,探讨了长径比对圆柱形装药冲击波场的超压区分布影响规律,给出了柱形装药可与球形装药等效的临界距离计算公式;通过对不同形状装药对四边固定方形靶板冲击过程的数值计算,得到靶板中心点的挠度值,结果与试验吻合较好,本文结果可为柱形装药与球形装药等效计算、目标在不同形状装药爆炸冲击波作用下的动态响应问题及装药优化设计提供参考.      

爆轰冲击波在有机隔板中衰减模型的研究

运用冲击动力学理论建立了爆轰冲击波在有机隔板中衰减规律的数学模型,利用该模型通过测试试验对爆轰冲击波压力在有机隔板中衰减规律进行数值拟合,结果表明爆轰冲击波压力在有机隔板中衰减呈指数关系,并给出了衰减关系数学模型及衰减参数．     

冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性仿真研究

在实验室条件下进行管道内冲击波瓦斯爆炸过程模拟试验,通过模型仿真及分析,研究冲击波引起瓦斯爆炸的动力学特性。结果表明,冲击波速度和压力均经历了一个相似的变化过程,相同的瓦斯浓度范围,燃烧引起爆炸后的有关数据变化较冲击波引起爆炸后的数据变化小;管道长径比的增大,增大了冲击波的传播速度和瓦斯积聚区的压力、速度及温度值,使瓦斯积聚区的反应强度更高,更易于演变成爆炸;初始面上的变化,温度升高与燃烧速率为互长互消的关系,冲击波压力与燃烧速率为激励效应的关系;初始面之后的变化,瓦斯爆炸波传播呈渐强趋势。     

圆支圆板在动爆冲击波作用下的动力响应

为研究装药运行速度对爆炸冲击波毁伤威力的影响,利用Autodyn软件对动爆冲击波作用下装甲钢圆形靶板的变形进行了数值仿真,建立了动爆冲击波作用下圆形靶板中心挠度的理论计算模型,并将仿真结果与理论计算结果进行对比.研究结果表明:装药运行速度极大地提高了沿装药速度方向爆炸冲击波的超压峰值,加快了沿装药速度方向爆炸冲击波的传播速度;建立的理论计算模型能准确计算周围固定圆形靶板在动爆冲击波作用下的中心挠度值,具有普遍适应性.     

固支圆板在动爆冲击波作用下的动力响应

为研究装药运行速度对爆炸冲击波毁伤威力的影响,利用Autodyn软件对动爆冲击波作用下装甲钢圆形靶板的变形进行了数值仿真,建立了动爆冲击波作用下圆形靶板中心挠度的理论计算模型,并将仿真结果与理论计算结果进行对比.研究结果表明:装药运行速度极大地提高了沿装药速度方向爆炸冲击波的超压峰值,加快了沿装药速度方向爆炸冲击波的传播速度;建立的理论计算模型能准确计算周围固定圆形靶板在动爆冲击波作用下的中心挠度值,具有普遍适应性.      

装药位置对坑道中冲击波传播规律的影响

为了弄清装药位置及形状对坑道中冲击波传播规律的影响,基于Hopkinson比例定律,用LS—DYNA动力有限元软件较为系统地研究了不同装药位置和装药形状情况下,坑道中冲击波峰值压力的传播规律,计算结果与其他经验方法的预测结果进行了比较．研究表明,在爆炸近区,装药位置及形状对预测结果均有明显影响;随着传播距离的增加,装药位置的影响越来越小,而装药形状的影响却变得突出．研究结果可供类似问题的研究及防护门的设计参考．     

冲击波引燃全密封延期管的研究

通过对冲击波在隔板中的衰减规律及点火药点火临界条件的研究，找出了在雷管输出冲击波引燃点火药的条件下，延期药精确燃烧的技术．从而提出了引信用全密封延期管的设计方案，并研制了延期时间和精度为（１００±２０）ｍｓ的全密封延期管．文章还提出了不同延期时间系列全密封延期管的设计思路．解决了引信界提出用雷管输出引燃延期管的问题．     

冲击波在有机玻璃中衰减特性的数值模拟与实验研究

为了研究《国家军用标准—炸药试验方法—卡片式隔板法》(国军标)条件下冲击波在有机玻璃中的衰减特性,对其传播规律和衰减特性进行了数值模拟研究.采用显示有限元程序AUTODYN,并利用理论计算及锰铜压力计测试方法验证了数值模拟的可靠性.结果表明:通过实验测得的国军标条件下冲击波在有机玻璃中的衰减规律为p=17.0e-0.0537x,数值模拟结果与实验结果基本吻合,能够准确预测冲击波在有机玻璃中的衰减规律.利用数值模拟方法分析讨论了冲击波压力在隔板中的衰减特性.研究发现:随着隔板长度的增加侧向稀疏波的影响将会越来越显著.     

长持时爆炸冲击波作用下钢梁动力响应分析

大规模爆炸时引起的长持时平面爆炸波会造成结构的整体破坏,这与接触爆炸或近场爆炸的破坏模式有显著差异,但相关研究不多。为研究长持时冲击波作用下钢梁的动力响应,首先基于耦合欧拉-拉格朗日方法建立了大型数值激波管模型,然后采用该数值激波管得到作用在钢梁上的反射超压时程,最后通过显示动力学方法研究了冲击波入射方向、持时、超压等参数对钢梁破坏模式的影响规律。结果表明：本文提出的数值激波管模型能较好的模拟长持时爆炸波的绕射现象,可得到可靠的反射超压和冲量时程;随着冲击波入射角度的增加,简支钢梁跨中位移增大;冲击波超压峰值相同时,随着持时的增加,简支梁跨中的最大位移有增大的趋势,而最大位移的增长速率则会变缓;简支钢梁在长持时爆炸冲击波作用下容易发射受弯破坏,而梁跨中翼缘板会出现局部屈曲现象。     

爆炸飞板碰撞厚钢板时背面的空气冲击波压力计算

在炸药爆炸驱动飞板碰撞厚钢板后，利用二维动态有限元数值分析方法对厚钢板自由面的速度进行了数值计算，还利用钢板和空气界面条件对钢板背面空气中冲击波的传播进行了一维球对称的数值分析，所得的结果与实际测量值吻合较好。     

纤维水泥砂浆的阻裂机理

主要研究墙体抹面水泥砂浆因温差变化发生微观和宏观裂缝 ,甚至扩展的多发病 ,进而阐述抹面纤维水泥砂浆阻止温差裂缝的机理 ,并说明某种规格 ,而且具有一定量纤维的纤维水泥砂浆是可以减少 ,阻止或消除温差变化引发的裂缝。这是很有经济、技术和实用价值的     

高效砂浆增塑剂配制水泥砂浆试验研究

本文根据对于砌筑混凝土小型砌块用水泥砂浆进行的试验分析,对比了ZF型高效砂浆增塑剂(砂浆王)的不同掺量对于砂浆拌和物的和易性、用水量及砂浆强度的不同影响,结果表明其掺量对砂浆的性能影响较为明显,尤其对强度的影响较大,建议在实际应用中应采取试配,调整等方法,确定高效砂浆增塑剂的最佳掺量,以保证砂浆拌和物的和易性、粘结性及砂浆强度。     

碱矿渣水泥砂浆的干缩特性

从收缩可逆性的角度,通过测试标准干燥养护后再水养护的砂浆试件收缩值的变化情况,对碱矿渣水泥砂浆的干缩特性进行了系统的研究。结果表明：碱矿渣水泥砂浆的干缩明显大于同条件下普通水泥砂浆的干缩,水玻璃矿渣水泥砂浆、NaOH 矿渣水泥砂浆14 d干缩值分别为普通水泥砂浆的5.5倍和2.2倍;碱矿渣水泥砂浆干缩中绝大部分是不可逆的,标准干燥养护14d再水养护的水玻璃矿渣水泥砂浆、NaOH〖KG-*6〗矿渣水泥砂浆不可逆收缩分别占总干缩的86%和68%。     

挤压成型纤维增强水泥砂浆板材的收缩性能

为了研究挤压成型纤维增强水泥板材的收缩性能,采用不同的纤维、水泥基材、纤维掺量和水灰质量比,探讨了各参数对板材收缩的影响。研究发现:采用低缩复合水泥作为基材的板材收缩要比普通硅酸盐水泥作为基材的板材收缩要小,约为后者的一半,甚至更低;同时采用低缩复合水泥后,板材收缩速率加快,在成型5~10 d左右即进入体积稳定期,而普通硅酸盐水泥板材收缩发展相对较慢,50 d龄期时收缩仍有发展趋势。纤维品种对板材的收缩性能影响不大;加入纤维后的板材收缩增大,且有随着纤维体积掺量增大整体收缩增大的趋势。     

氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀行为

为研究氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀,以浸泡在不同浓度氯化钠溶液中的水泥砂浆试块为研究对象,进行了电阻率和无侧限抗压强度试验。结果表明:不同龄期、不同氯化钠浓度下试块的电阻率均随电流频率的增大而明显降低,建议采用50 k Hz~1 MHz的电流测试频率范围为宜;试块电阻率和无侧限抗压强度随龄期的不断增加均呈现不同速率的增长;试块的电阻率均随氯化钠浓度的增加先保持稳定后呈减小趋势,无侧限抗压强度呈现相同的变化规律;随电阻率的增长水泥砂浆的无侧限抗压强度线性增大。     

水泥组成对胶砂流动度经时损失的影响

考察了水泥组成对水泥胶砂流动度经时损失的影响。实验结果表明，水化初期水泥浆体中迅速析出钙矾石，是胶砂流动度损失的主要原因。在不改变熟料的条件下，通过调整水泥组成，可以有效地改善水泥胶砂流动度经时损失。     

水泥净浆—砂浆—混凝土的徐变相关性

为分析净浆、砂浆、混凝土徐变规律的相关性,在温度为(20±2)℃、相对湿度(60±5)%的试验条件下,测试了33%荷载水平,水胶比为0.37,磨细矿渣和粉煤灰分别以0%、30%、60%等质量替代水泥时水泥基材料的徐变度。试验结果表明:水泥净浆缺少骨料对徐变的抑制作用,其与混凝土的徐变演变规律存在较大差异。水泥砂浆的时变特性与混凝土非常接近,除粉煤灰掺量为60%以外的各组,矿物掺合料对砂浆徐变的影响程度与其对混凝土徐变的影响程度存在一致性结果。矿物掺合料与基体界面结合情况的SEM图像表明,除粉煤灰掺量为60%时,粉煤灰与基体的界面结合较差,其他4组的界面区无明显缺陷。因此,在研究矿物掺合料等因素对徐变性能的影响规律时,可用砂浆模拟混凝土,但要注意界面结合情况,当界面结合较差时,会对徐变规律的研究带来不可预知的影响。     

颜料对聚合物水泥砂浆性能的影响

向聚合物水泥砂浆中掺入氧化铁颜料制备彩色聚合物水泥砂浆,研究了不同颜料及其掺量的变化对聚合物水泥砂浆力学性能、工作性能和粘结强度的影响,并借助扫描电镜(SEM)表征了彩色聚合物水泥砂浆的微观组织形貌。结果表明：颜料会一定程度降低聚合物砂浆的抗折、抗压强度,且颜料掺量为5%时,对聚合物砂浆的抗折、抗压强度影响显著,随着颜料掺量的逐渐增加,聚合物砂浆的抗折、抗压强度呈现先增加后平缓的趋势;聚合物砂浆的流动度和粘结强度随颜料掺量的增加而减小;SEM测试结果表明颜料一方面会包裹水泥颗粒,阻碍水泥水化,降低彩色聚合物砂浆的抗折、抗压强度,但另一方面颜料能有效填充聚合物砂浆空隙,改善密实度,提高聚合物砂浆的抗折、抗压强度。     

水泥组成对胶砂流动度经时损失的影响

考察了水泥组成对水泥胶砂流动度经时损失的影响.实验结果表明,水化初期水泥浆体中迅速析出钙矾石,是胶砂流动度损失的主要原因.在不改变熟料的条件下,通过调整水泥组成,可以有效地改善水泥胶砂流动度经时损失.     

基于纤维水泥砂浆加固的后装拔出试验

为利用后装拔出法检测纤维水泥砂浆抗压强度,模拟工程加固情况:分别采用合成纤维(聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维)水泥砂浆、钢纤维水泥砂浆对素混凝土试块进行加固处理。加固后,对加固薄层进行后装拔出试验,获得拔出力。依据拔出力代表值和纤维水泥砂浆立方体抗压强度代表值之间的关系,采用离散最小二乘逼近方法拟合测强公式。结果表明:测强公式精确度比较高,测强公式检验效果良好、符合实际意义,其中钢纤维的掺入对增加拔出力的作用要高于合成纤维。依据测强公式,后装拔出法可以现场检测推定20~90 MPa的纤维水泥砂浆抗压强度。