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拱形抗爆门的动力响应分析及优化设计

拱形抗爆门的动力响应分析及优化设计

作者：谭朝明长安大学

学位级别：硕士

随着恐怖袭击事件的愈演愈烈,一些大型民用建筑和工业建筑已经成为恐怖分子的主要袭击目标。以往的爆炸研究主要集中在军事工程方面,在进行大型民用建筑和工业建筑设计时,对于建筑物的抗爆性能考虑很少。而抗爆门作为人防工程、军事工... 详细信息

随着恐怖袭击事件的愈演愈烈,一些大型民用建筑和工业建筑已经成为恐怖分子的主要袭击目标。以往的爆炸研究主要集中在军事工程方面,在进行大型民用建筑和工业建筑设计时,对于建筑物的抗爆性能考虑很少。而抗爆门作为人防工程、军事工程中的重要部件,是人员、设备进出的重要通道,对保护室内人员安全起到重要作用。我国的抗爆研究起步较晚,关于抗爆门设计方面的规范较少。因此,抗爆门的研究是有很大实用价值的。本文针对抗爆门的动力响应进行了研究,主要内容如下:1、通过收集相关资料,详细介绍了爆炸冲击波的形成、传播以及对建筑物的作用效应和危害。为了便于研究,将冲击波超压简化为三角形荷载,并给出了结构抗爆设计目标、设计原则。2、利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了拱形门和平板门两种有限元模型,对两种门在相同荷载下的最大位移、等效应力、加速度、能量等进行了对比分析。结果表明:相同荷载工况下,拱形门的最大位移、等效应力、加速度等均小于平板门,拱形门的结构形式更适于承受动力冲击荷载,在抗爆方面具有明显优势。3、通过改变边界条件、面板厚度等参数对拱形门做了进一步研究。分析结果表明:材料强度对门扇的位移和应力影响较小,而边界条件、面板厚度、骨架梁腹板厚度对其影响较大。为了符合实际情况,边界条件采用四边简支。综合考虑抗爆门的造价可知,通过加大骨架梁腹板的厚度是提高抗爆门抗爆性能最有效的手段。4、在利用有限元分析的基础上,给出了抗爆门的设计要求,提出了基于支撑旋转角度和延性比的可靠度指标,并利用等效静力法进行了计算。最后总结了抗爆门的设计建议及步骤。

关键词：拱形抗爆门影响因素有限元支撑旋转角度延性比

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旋转弹马格努斯效应数值模拟研究

旋转弹马格努斯效应数值模拟研究

作者：谭朝明北京理工大学

学位级别：硕士

通过高速旋转的陀螺效应可以使静不稳定的炮弹具有动稳定性,通过低速旋转可以简化战术导弹和反坦克导弹的控制系统。当飞行武器采取旋转飞行后会产生新的不对称气动力和力矩,当这种附加的气动力和力矩的值超过某一限度时,将会发生马格... 详细信息

通过高速旋转的陀螺效应可以使静不稳定的炮弹具有动稳定性,通过低速旋转可以简化战术导弹和反坦克导弹的控制系统。当飞行武器采取旋转飞行后会产生新的不对称气动力和力矩,当这种附加的气动力和力矩的值超过某一限度时,将会发生马格努斯不稳定、耦合共振、自转闭锁、灾难偏航等现象,可能导致飞行失败。因此,深入研究马格努斯效应对旋转战术武器的设计至关重要。首先对二维圆柱绕流问题进行了数值模拟计算,得到了不同雷诺数下静态圆柱绕流气动载荷特性、边界层转捩的变化规律和圆柱尾迹近壁区域的流动特征。其次采用数值模拟方法对二维旋转圆柱绕流问题进行了研究,给出了不同雷诺数范围时旋转圆柱绕流马格努斯力和阻力系数随转速的变化规律,结合流动结构揭示了转捩和转速对旋转圆柱绕流气动特性的影响。之后对旋转弹丸绕流场进行了数值模拟计算,给出了马格努斯力及力矩随马赫数、船尾角η及船尾长度L/D时的变化规律。结合流动特性揭示了旋转弹丸马格努斯效应的机理以及船尾及马赫数对旋转弹丸马格努斯效应机理的影响。最后对卷弧尾翼及转折尾翼-弹身组合体侧向特性进行了深入的研究,给出了不同尾翼外形下旋转弹气动力及力矩系数随马赫数和攻角的变化曲线。将飞行器的旋转运动分成静态与旋转状态两个部分,结合流动特性深入地分析了旋转对卷弧尾翼弹和转折尾翼-弹身外形气动特性的影响,并在静态和旋转状态下与相同投影面积的平直尾翼-弹身外形进行了对比。在静态和旋转状态下分析了张开角和转折角对卷弧尾翼弹和转折尾翼弹侧向特性的影响机理。

关键词：马格努斯效应旋转弹流动机理数值模拟

小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应影响的数值研究

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兵工学报 2017年第9期38卷 1705-1715页

作者：雷娟棉张嘉炜谭朝明北京理工大学宇航学院北京100081 中国船舶工业系统工程研究院北京100036

为了研究小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应的影响,对不同船尾外形的旋转弹丸进行了数值模拟,得到了气动力及力矩随马赫数Ma、船尾角θ_t和船尾长度L_t与弹径D的比值L_t/D的变化。根据气动特性及流场结构,分析了船尾及马赫数对旋... 详细信息

为了研究小攻角下船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应的影响,对不同船尾外形的旋转弹丸进行了数值模拟,得到了气动力及力矩随马赫数Ma、船尾角θ_t和船尾长度L_t与弹径D的比值L_t/D的变化。根据气动特性及流场结构,分析了船尾及马赫数对旋转弹丸马格努斯效应的影响,并研究了旋转弹丸马格努斯效应的产生机理。结果表明:在船尾段,由边界层位移厚度的非对称畸变所产生的沿z轴负方向的力随θ_t和L_t/D的增大而逐渐增大;由周向切应力非对称畸变所产生的沿z轴正方向的力沿x轴逐渐增大,随Ma的增大而逐渐增大,随θ_t和L_t/D的增大而逐渐减小;由沿弹体轴向和周向压力分布的非对称性所产生的沿z轴负方向的力随θ_t和L_t/D的增大而逐渐增大,并且在超声速时随Ma的增大而逐渐减小,在亚跨声速时随Ma的增大而逐渐增大。

关键词：兵器科学与技术马格努斯效应船尾角船尾长度

基于共轭先验分布的圆钢管混凝土短柱抗压概率模型分析

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硅酸盐通报 2017年第12期36卷 3999-4009页

作者：吕贝贝谭朝明山西大同大学大同037003

以圆钢管混凝土轴心受压短柱为研究对象,基于贝叶斯动态信息更新思路建立其共轭概率抗压计算模型。选取《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50396-2014)、美国钢结构协会规范AISC360-2010以及日本建筑协会规范AIJ-SRC01中圆钢管混凝土短柱... 详细信息

以圆钢管混凝土轴心受压短柱为研究对象,基于贝叶斯动态信息更新思路建立其共轭概率抗压计算模型。选取《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50396-2014)、美国钢结构协会规范AISC360-2010以及日本建筑协会规范AIJ-SRC01中圆钢管混凝土短柱受压承载力计算公式作为先验模型,收集国内外有关圆钢管混凝土短柱抗压试验数据为样本信息,选取共轭先验分布为参数的先验分布,应用贝叶斯方法综合先验模型、试验数据两类信息对参数先验分布进行更新,得参数后验分布,从而达到对先验模型的修正,修正后模型即为圆钢管混凝土短柱受压承载力的概率模型。研究表明:基于贝叶斯共轭概率模型得到的圆钢管混凝土短柱受压承载力与试验结果吻合良好,较规范建议设计方法的计算结果更接近试验值。简化模型能合理的进行圆钢管混凝土短柱受压承载力预测及设计。

关键词：贝叶斯参数估计圆钢管混凝土短柱误差分析概率模型抗压强度

钢板-混凝土组合连梁受剪承载力概率模型分析

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结构工程师 2020年第6期36卷 44-52页

作者：吕贝贝谭朝明刘喜山西大同大学建筑与测绘工程学院大同037003 长安大学建筑工程学院西安710061

为分析钢板-混凝土组合(PRC)连梁受剪承载力,收集国内外37组PRC连梁试件抗剪试验数据作为样本信息,以中国规范(YB 9082—2006、JGJ 138—2016)、美国规范(ACI318-02和AISC(1999))以及英国规范(BS8110和BS5950)中关于PRC连梁受剪承载力... 详细信息

为分析钢板-混凝土组合(PRC)连梁受剪承载力,收集国内外37组PRC连梁试件抗剪试验数据作为样本信息,以中国规范(YB 9082—2006、JGJ 138—2016)、美国规范(ACI318-02和AISC(1999))以及英国规范(BS8110和BS5950)中关于PRC连梁受剪承载力计算的模型为基础,考虑跨高比ln/h、配板率ρp、配板特征值λp、纵筋配筋率ρs、钢板强度f(py)、混凝土强度f(cu)、钢板截面尺寸tw/hw以及连梁截面尺寸b/h等影响参数为修正项,应用贝叶斯统计推断理论对各规范模型进行修正,建议了PRC连梁斜截面受剪承载力基于各国规范模型的概率计算模型。研究表明:四个规范计算模型对PRC连梁的跨高比ln/h、配板率ρp以及钢板截面尺寸tw/hw的影响程度考虑不够,均需保留在概率计算模型中;另YB 9082—2006模型对纵筋配筋率ρs考虑不够,也需保留;且概率模型计算值与试验值吻合较好,该建议模型能合理地进行PRC连梁受剪承载力的计算。

关键词：钢板-混凝土组合连梁受剪承载力贝叶斯理论影响参数

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反舰导弹战斗部近距空爆的毁伤威胁性分析

中国舰船研究 2018年第3期13卷 131-139页

作者：赵传王树山马瑾谭朝明北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国船舶工业集团公司系统工程研究院北京100036

[目的]对于小口径舰炮的近距拦截而言,反舰导弹战斗部空中爆炸的威力场及其对大型水面舰艇的毁伤威胁性,一直是备受关注的问题。[方法]通过理论分析和基于缩尺战斗部的弹体破碎性试验,建立"捕鲸叉"反舰导弹战斗部的空爆威力场模型。综... 详细信息

[目的]对于小口径舰炮的近距拦截而言,反舰导弹战斗部空中爆炸的威力场及其对大型水面舰艇的毁伤威胁性,一直是备受关注的问题。[方法]通过理论分析和基于缩尺战斗部的弹体破碎性试验,建立"捕鲸叉"反舰导弹战斗部的空爆威力场模型。综合考虑炸点相对位置、弹体速度和飞行姿态等因素,建立毁伤载荷对舰艇的作用模型;通过典型舰艇目标的易损性分析,提出大型水面舰艇的等效靶模型。[结果]经计算分析,获得了爆炸冲击波和破片对舰艇结构、舰载固定翼飞机、舰面技术装备以及舰员的毁伤威胁距离。[结论]所建立的模型和计算方法可用于"捕鲸叉"反舰导弹近距空爆毁伤威胁性的定量分析,可为相关研究提供依据和技术支撑。

关键词：反舰导弹战斗部近距空爆毁伤威胁距离

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平板抗爆门动力响应有限元分析

橡塑技术与装备 2017年第12期43卷 57-60页

作者：谭朝明吕贝贝山西大同大学山西大同037003

关键词：抗爆门有限元分析应力分析抗爆性能

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BIM技术在某行政综合楼施工阶段的应用

城市住宅 2019年第7期26卷 31-33页

作者：谭朝明吕贝贝山西大同大学建筑与测绘工程学院

某学校行政综合楼工程从施工投标到竣工验收全过程采用BIM技术,通过BIM三维可视化技术和信息智能化管理技术的应用,实现施工组织设计、方案优化、技术交底、工程核算、进度控制等的精细化管理,有效既降低了工程成本,提高了施工效率和质量。

关键词： BIM 管线综合可视化交底工程成本精细化管理

基于Bayes概率模型的圆钢管混凝土短柱轴压承载力计算

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煤矿安全 2020年第2期51卷 225-230页

作者：吕贝贝何晓升高峰谭朝明曲广龙山西大同大学建筑与测绘工程学院山西大同037003 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590

为准确进行圆钢管混凝土轴心受压短柱抗压承载能力估算,运用无信息先验分布贝叶斯多元线性参数估计方法,建立了基于影响参数的圆钢管混凝土短柱贝叶斯概率抗压模型。基于该模型及170组圆钢管混凝土短柱抗压试验结果,完成了模型参数计算... 详细信息

为准确进行圆钢管混凝土轴心受压短柱抗压承载能力估算,运用无信息先验分布贝叶斯多元线性参数估计方法,建立了基于影响参数的圆钢管混凝土短柱贝叶斯概率抗压模型。基于该模型及170组圆钢管混凝土短柱抗压试验结果,完成了模型参数计算及基于贝叶斯理论的试件轴心受压承载力计算,并利用贝叶斯参数剔除方法对模型进行简化,进而得到简化概率模型。与GB 50396—2014《钢管混凝土结构技术规范》、AISC360—2010美国钢结构协会规范以及AIJ—SRC01日本建筑协会规范等现有规范计算结果相比,利用贝叶斯概率统计方法建立的基于影响参数的圆钢管混凝土短柱抗压模型计算结果与试验值更接近,吻合性更好,能较为合理的进行圆钢管混凝土轴心受压短柱抗压承载力计算。

关键词：贝叶斯参数估计影响参数圆钢管混凝土短柱轴心受压