爆炸冲击波致颅脑冲击伤数值模拟研究

爆炸冲击波作用头部导致的颅脑冲击伤已成为战斗医学救治中的“标志性损伤”,而爆炸冲击波作用头部时与头部相互作用过程及致伤机理尚不明确. 为了找出爆炸冲击波与头部相互作用时空气压力场变化规律及颅脑动态响应特性,进行了爆炸冲击波作用头部数值模拟研究. 建立了具有典型人体头部结构的三维有限元模型,针对Nahum尸体头部撞击实验对头部有限元模型的有效性进行了验证;基于验证的头部有限元模型,对爆炸冲击波作用头部进行数值模拟,得出了冲击波与头部相互作用时空气压力场变化规律;对头部颅内压变化情况进行分析,得出了冲击波从正面作用头部后额叶、顶叶脑组织压力会出现高频的正负压周期性波动,且会出现较高的压力峰值,为易受损区域.      

爆炸冲击波作用下机翼等效靶毁伤效应实验研究

为研究飞机机翼在爆炸冲击波作用下的毁伤效应,采用结构等效和强度等效原理对典型飞机机翼关键部件进行了等效,设计机翼关键部件等效靶.采用TNT药柱爆炸方式产生爆炸冲击波对等效靶进行动态加载,分别获得了以LY12及碳纤维复合板作为蒙皮的等效靶在冲击波载荷作用下的响应过程、失效模式以及冲击波超压与等效靶最终变形量的相互关系.     

参数对冲击波作用下船体梁变形的影响特性

将船体结构简化为刚塑性等截面直梁,提出了一种计算船体梁在近场爆炸冲击波作用下发生整体塑性运动响应的理论模型.以该理论模型为基础,研究了船体梁在近场爆炸冲击波作用下的一般运动响应特性,分析了不同爆炸工况及结构几何参数对响应特性的影响.结果表明:在常见爆炸工况下,船体梁的塑性变形表现为先正向上升,后反向下降的过程,并且以反向变形损伤为主;同一爆炸工况下,船体梁的最终塑性变形量与极限弯矩、长度、宽度以及底板厚度之间呈线性关系.     

水下爆炸作用下船体梁整体运动简化理论模型

针对水下爆炸作用下舰船整体运动响应的理论预报问题,将船体结构简化为等截面直梁,以炸药在船体梁中部正下方爆炸工况为研究对象,将爆炸载荷压力曲线划分为五个典型阶段.结合平板边界条件下的冲击波和气泡载荷压力分布函数,建立了冲击波和气泡联合作用下船体梁整体运动响应的简化理论计算模型,并利用船体梁模型试验对该方法进行了验证.结果表明:所建立的水下爆炸作用下船体梁整体运动响应理论模型具有一定的合理性,能够反映船体梁整体运动过程及响应幅值.     

爆炸冲击波作用下桥梁损伤效应的数值仿真

应用非线性动力有限元方法对爆炸冲击波作用下桥梁的损伤效应进行了三维数值模拟,得到了空中爆炸冲击波的传播规律曲线和峰值压力曲线,通过与实验公式对比,验证了爆炸荷载计算模型的有效性和计算结果的可靠性,并在此基础上研究了桥梁在爆炸载荷作用下的非线性动态响应.计算结果表明：爆炸冲击波对桥梁的损伤效应呈现局部破坏特征,桥梁迎爆面局部结构损伤较大且以破口形式存在.数值仿真结果为桥梁的抗爆承载计算和安全性评估提供了重要的参考依据.     

水下爆炸作用下近岸场地动态响应数值模拟

以某近岸场地为研究背景,通过选取合理的材料本构模型及状态方程,建立水下爆炸荷载作用下近岸场地动力响应数值分析模型,利用ANSYS/LS-DYNA进行近场水下爆炸荷载作用下动态响应分析.研究爆炸冲击作用下冲击波在近岸场地的传播特性以及近岸场地动态响应的变化规律.研究表明:在冲击波传播过程中,其传播特性会受到边界面的影响;...     

水下爆炸载荷作用下隔振系统与舰船结构的动态响应分析

本文利用理论公式和ANSYS瞬态响应计算方法,计算舰船结构与隔振系统在水下爆炸冲击波与气泡脉动作用下的冲击响应。分析结果表明：隔振系统可以有效地隔离来自基础的冲击能量。相对于爆炸冲击波,气泡脉动压力对隔振系统的影响更大;而对船底内表面则正好相反。     

水下爆炸冲击波作用下多层圆柱壳的动响应

研究了无限域流场中球形药包爆炸时两端简支多层圆柱壳在水下爆炸冲击波作用下的动响应．由于假定流场是无旋、无粘和不可压缩的，故可用Ｌａｐｌａｃｅ方程加以描述；而在圆柱壳的运动方程中考虑了流体动压力和冲击波压力的共同作用．利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法对耦合方程进行简化并数值求解，得到了多层圆柱壳在水下爆炸冲击波作用下的响应特性．     

爆炸荷载作用下大坝破坏分析的数值模拟研究进展

对近年来爆炸冲击荷载作用下大坝动力响应和破坏分析所采用的数值模拟方法的研究进展和发展趋势进行综述。重点总结现有计算爆炸力学数值方法进行大坝爆炸动力响应特征和破坏过程分析的研究成果,指出大坝爆炸响应分析是一个涉及炸药爆炸、爆炸冲击波形成和传播、冲击波或爆炸产物与坝体相互作用以及坝体结构动态响应的完整连续过程,同时总结了水库大坝环境中的爆炸荷载分类、特点及其对大坝结构的破坏效应。指出各种爆炸条件下大坝的爆炸模拟需要关注的不同问题,今后需要在目前研究基础上及时吸收计算力学的最新研究成果,发展高精度的数值计算方法和高效率的数值求解体系,实现大坝爆炸动力响应的全过程仿真模拟。     

爆炸波与破片联合作用下砌块墙的损伤和防护

基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了混凝土空心砌块填充墙、破片和炸药的模型,并对其在由爆炸驱动的破片和由爆炸产生的冲击波作用下的损伤进行了数值模拟.分析了单独冲击波作用、单独破片作用及二者复合作用下混凝土空心砌块填充墙位移响应的差异,探究了不同砌块强度、空心砌块壁肋比、砂浆强度和钢丝网网格密度对混凝土空心砌块填充墙的位移响应的影响.给出了聚脲弹性体、聚脲弹性体与钢丝网联合加固二者加固效果的比较.结果表明:通过与试验对比验证,建模方式是可靠的;在破片和冲击波复合作用下,混凝土空心砌块填充墙的位移比二者线性叠加的位移更大;提高砌块强度等级、提高空心砌块的壁肋比对墙体抗爆有利;改变砂浆强度对墙体抗爆的影响微弱;加密钢丝网网格可显著提高其防护效果.     

压板加固全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载力试验及有限元分析

为了研究铝合金压板对既有全隐框玻璃幕墙面板的加固效果,通过堆载法研究了7块由单层钢化玻璃制成的全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载力。结果表明:全隐框玻璃幕墙面板无论是否进行加固,其抗弯刚度在加载过程中均由小变大。采用压板在全隐框玻璃幕墙面板长边通长布置的加固方法,可以有效提高全隐框玻璃幕墙面板的受弯承载能力和抗弯刚度。运用ANSYS有限元软件对试验模型的受力性能进行数值模拟,发现全隐框玻璃幕墙面板的抗弯刚度会随着长宽比的增大而减小,且加固前长宽比对抗弯刚度的影响比较大。加固后的有限元模拟结果,与反向受荷时的全隐框玻璃幕墙面板试件较为吻合。试验结果还表明:现行国家规范关于全隐框玻璃幕墙面板位移的计算值远大于试验值,计算偏于保守。     

单层平面索网点支式玻璃幕墙动力性能研究

考虑单层平面索网支承与幕墙玻璃之间的协同工作,建立结构体系的有限元模型,对有限元模型进行瞬态动力分析.通过有限元程序对索网幕墙体系中的钢索直径、钢索预拉力、幕墙玻璃网格尺寸、玻璃厚度对其动力性能的影响进行了研究,得到该幕墙结构在地震动力作用下的动力特性.研究表明,单层索网幕墙结构体系响应具有较强的非线性,钢索预拉力、幕墙玻璃网格及其厚度对结构动力性能影响较大.此外,结构体系刚度与幕墙玻璃密切相关.     

基于频率法的单索玻璃幕墙索力模拟分析

为研究频率法在单索玻璃幕墙拉索索力监测中的准确性,基于某单索玻璃幕墙索力监测项目,采用有限元软件ANSYS建立幕墙拉索在不同边界条件下的振动模型,分析模拟频率与实测频率之间的关系,结果表明：幕墙拉索的边界条件更接近两端固支,并且短索更明显;高阶频率（n=3~6）较低阶频率（n=1~2）更稳定。将幕墙拉索的实测频率与边界条件为两端固支的模拟频率（n=3~6）进行比对,得到弦理论公式的频率修正系数为0.968,提出索力修正计算公式,其适用于长细比在270~340之间的单索玻璃幕墙拉索。采用弓式测力计法对修正公式进行验证,索力相对误差为-5.4%,表明该修正公式能有效提高索力计算精度。     

基于可变模糊云的既有玻璃墙安全预警

为了科学有效地进行既有玻璃幕墙的安全预警,考虑指标权重的不确定性以及指标出现极端数值的情况,提出了一种基于组合权重与可变模糊云的既有玻璃幕墙二维预警方法。首先,以实际工程为背景,通过安全风险因素的识别,构建了一套定性与定量指标相结合的既有玻璃幕墙安全预警体系;随后,基于可变模糊集理论改进了逆向云发生器,提出了可变模糊云算法并完成了指标预警云的生成;接着,在正态云与熵权法的基础上,提出了信息云组合权重法,继而实现了权重的组合;最后,通过虚拟云与模糊熵的计算,分析了既有玻璃幕墙的安全状态,实现了既有玻璃幕墙的二维预警与警情状态的可视化。研究结果表明：与其他预警方法相比,该方法不仅实现了警情的基本判断,还能提出更为有效的安全处理意见,从而为既有玻璃幕墙的安全管理提供参考。     

玻璃幕墙的施工关键技术探析

从20世纪80年代中期到现在我国的幕墙行业突飞猛进,出于对建筑的外型美观的要求越来越高,对建筑物外墙装饰越来越重视。幕墙也经历了从有框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、单元式玻璃幕墙,到现如今在较高标准建筑物外墙上使用的点驳接式幕墙的发展过程。分别对框式和点式玻璃幕墙施工中的关键技术进行简要介绍。     

玻璃幕墙建筑的火灾特性

为分析幕墙建筑的火灾危险性,借助FDS模拟软件,建立全尺寸双层玻璃幕墙建筑模型,并对低楼层火灾特性进行数值模拟。结果表明:发生火灾时,双层幕墙间温度近似"V"字型分布;随着幕墙间距的增加,幕墙侧面高温点增多,玻璃随机炸裂的危险性急剧增大;随着时间的增加,起火房间的高温点向幕墙转移;起火房间内的CO浓度较高,且高层房间的CO浓度高于低层房间。该结果为幕墙建筑火灾防范提供了理论依据。     

玻璃幕墙非线性抗风可靠性分析

建立各种边条件玻璃幕墙在风载下非线性应力分析模型以及玻璃幕墙风载和玻璃幕墙破坏强度R的概率分布模型，用JCSS方法求得玻璃幕墙非线性可靠度，并结合实际算例，得出各种边条件下玻璃幕墙非线性抗风可靠性分析的一整套方法。     

点支式幕墙鱼腹式索桁架支承体系的自由振动

预应力鱼腹式索桁架作为点支式玻璃幕墙的支承体系有着广泛的应用,非线性自振特性的研究对于索桁架结构在地震荷载作用下的响应分析具有十分重要的意义.考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动方程.通过Galerkin方法将偏微分程转化为常微分方程,采用L-P法对常微分方程进行求解.结合工程实例讨论分析温度变化、振幅、预应力等因素对点支式玻璃幕墙预应力鱼腹式索桁架支承体系非线性振动的影响.算例表明,预应力鱼腹式索桁架支承体系固有频率随着温度的升高而减小,具有较强的非线性,其自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,非线性自振频率高于线性振动频率.     

半隐框玻璃幕墙施工工法初探

介绍了半隐框玻璃幕墙的概念及施工方法,探讨了幕墙施工的质量及安全保证措施,并对半隐框玻璃幕墙在大同大学图书馆工程中的应用情况进行了总结。     

幕墙设计问题的研究

本文首先讨论了幕墙设计存在的问题,接着分析了幕墙设计施工一体化与建设工程总承包的不同﹑幕墙的结构设计原则——以玻璃幕墙为例,最后研究了幕墙设计要点——以玻璃幕墙为例。因此本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。