基于初始压力间断的冲击波模拟方法

冲击波是引起结构破坏的首要因素,抗爆结构性能分析通常有两种方法,一是把冲击波以压力函数的形式直接加于结构上;二是通过分别建立炸药与空气的网格模拟得到冲击波,然后将冲击波荷载以节点速度或加速度的形式耦合到结构结点上进行计算.前一种方法基于许多假定,不够真实,而爆炸模拟存在的问题较多,主要是炸药网格单元较小,由此考虑炸药单元与空气或结构单元网格的协调性会导致单元较多,计算量较大,峰值压力和作用时间的可调整范围有限.为解决上述问题提出用初始压力间断的原理直接生成冲击波的方法,并对决定冲击波峰值压力和作用时间的因素进行了分析.     

防护门破坏后剩余冲击波传播规律的试验

现代精确打击条件下坑道中的防护门面临被直接破坏的威胁.为了获得防护门破坏后剩余冲击波的传播规律,共进行了4次模型坑道中防护门堵口爆炸破坏试验.钢筋混凝土模型坑道截面积为0.67 m2,TNT炸药的装药量范围为1.0～4.6 kg.钢筋混凝土防护门厚度为8 cm,配筋率0.2%,混凝土等级C30.用坑道侧墙上的压力传感器记录了防护门破坏后剩余冲击波的波形,分析了剩余冲击波在坑道中的传播规律.研究成果可供工程设计参考.     

冲击波在水泥砂浆板中的聚集效应

为了探究多点同时爆炸时冲击波在水泥砂浆板中聚集效应的特点和规律,采用实验和计算相结合的方法进行研究.通过高速摄影技术和数字散斑相关方法(DSCM)获取了水泥砂浆板在3发雷管同时爆炸时聚集区域和非聚集区域相应方向正应变场的分布;以LS-DYNA为计算平台,通过数值计算研究了不同情况下应力波峰值在水泥砂浆板中的衰减规律.结果表明: 聚集效应将引起正应变在聚集区域强烈的非线性激增,并且将在距离起爆点更长的距离内维持高应力状态,这将对材料和结构产生强烈的破坏作用.     

冲击条件下单晶铜中双纳米空洞的塌缩研究

为研究金属材料的破损机制,应用分子动力学模拟方法对金属铜中两个纳米空洞在冲击作用下的塌缩过程做了研究.研究表明当两空洞沿冲击波方向放置时,左侧空洞的左右两侧均出现位错环,右侧空洞仅在其右侧出现位错环.当两空洞沿垂直于冲击波方向设置时,两空洞位错环出现交接现象.     

关联交叉口间高饱和度路段排队长度研究

为了研究高饱和度路段车辆排队长度,根据高饱和度下车流离散小、车速趋于统一的特点对排队演变进行分析,并基于冲击波理论建立了排队长度计算模型。通过VISSIM仿真软件验证模型的适用性,设计了35组饱和度在0.40～1的仿真实验,将各组最大排队长度、排队最大时刻的仿真均值与计算值对比。仿真结果显示:饱和度处于0.9～1时,两者的仿真均值与计算值的相对误差均控制在5%～10%;利用模型分析了相位差对于最大排队长度的影响规律,为利用相位差进行溢流控制提供理论依据。     

爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐易损性研究

开展爆炸冲击波与碎片耦合作用下储罐易损性研究有助于提升化工园区的安全水平。基于能量密度与最大塑性应变准则,综合考虑爆炸冲击波和爆炸碎片的作用顺序及强冲击荷载作用下钢材的应变率效应,建立爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐破坏失效的极限状态方程。通过有限元模拟对比分析储罐理论临界破裂速度与数值模拟结果,验证了方程的合理性。对5 000 m³立式拱顶储罐易损性结果分析可知：材料应变率效应可削弱爆炸冲击波与碎片耦合作用对化工储罐造成的破坏,降低储罐易损性;爆炸冲击波、碎片的作用顺序会显著影响储罐的失效概率,且碎片先于冲击波作用时储罐易损性更高;由单一变量分析可知,耦合作用下储罐的易损性与爆源强度、碎片撞击载荷均呈正相关,但与碎片撞击角呈负相关。研究结果对预防由爆炸冲击波与碎片耦合作用导致的多米诺效应事故发生及制定事故防控策略具有指导意义。     

绕超导宇宙弦的广义相对论性冲击波

本文讨论了超导宇宙弦的引力场对相对论性流体的影响,给出了一种激波方程的解。分析表明,引力效应仅提供高阶修正。     

爆轰波在金属板面斜反射现象的实验观测与分析

采用脉冲X射线照相、高速扫描照相、压阻测压及电探针测时等技术对B炸药-铜板系统中爆轰波斜反射现象进行了系统观测.确认在入射角φ_0=65°时的确发生了非正规斜反射(马赫反射)现象.但压阻测压表明,此时的压力却比理想爆轰理论的预告值低约30％.这与Los Alamos实验室学者们获得的结果极为相似.结合二维数值计算结果,对这一现象进行了分析,并提出了见解。     

改性双基推进剂冲击波响应过程的研究

研究了改性双基推进剂冲击波响应过程,其中包括冲击波起爆、爆轰、冲击波成长及化学反应等,并与高能炸药进行了比较。结果表明,改性双基推进剂具有与非均质炸药相似的冲击波起爆、爆轰及冲击波成长过程;临界起爆压力为1.1 GPa具有较大的危险性。