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粉末热压扩散与应力场耦合的力学模型

力学学报 2008年第4期40卷 550-556页

作者：吴艳青黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

以弹性接触应力场为初始条件,建立了热压条件下球形颗粒表面扩散与应力场耦合的力学模型.引入包含表面能项级数形式的应力函数,以描述随时间演化的表面扩散过程及扩散对应力场演化的影响.而应力场通过改变化学势梯度,又会促进(或阻止)... 详细信息

以弹性接触应力场为初始条件,建立了热压条件下球形颗粒表面扩散与应力场耦合的力学模型.引入包含表面能项级数形式的应力函数,以描述随时间演化的表面扩散过程及扩散对应力场演化的影响.而应力场通过改变化学势梯度,又会促进(或阻止)表面扩散结合的进程.利用该模型分析了压力、温度和界面区应力场演化对致密化参数的影响.比较了满足粘着或非粘着对结合宽度和应力分布的影响,将考虑粘着的弹性接触应力场作为初始条件,分析了弹性变形和表面扩散共同驱动的粉末冶金热压烧结致密化规律.

关键词：粉末热压表面扩散弹性接触粘着应力函数

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成型炸药滑动摩擦系数的测试与修正

兵工学报 2017年第10期38卷 1926-1932页

作者：罗毅刘彦黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究动摩擦系数对于成型炸药摩擦点火的影响,利用自行设计的基于落锤的摩擦测试系统,以8701压装成型炸药为研究对象,研究了不同压力环境下成型炸药与45号钢之间的动摩擦系数。试验结果表明,当界面压力由1 MPa升高到10 MPa时,动摩擦系... 详细信息

为研究动摩擦系数对于成型炸药摩擦点火的影响,利用自行设计的基于落锤的摩擦测试系统,以8701压装成型炸药为研究对象,研究了不同压力环境下成型炸药与45号钢之间的动摩擦系数。试验结果表明,当界面压力由1 MPa升高到10 MPa时,动摩擦系数将由0.28降低至0.10,说明动摩擦系数具有压力相关性。基于试验结果,提出了该炸药的摩擦系数计算模型。通过LS-DYNA二次开发,添加了试验所得摩擦系数计算模型,对8701炸药滑道试验进行了摩擦点火热力化耦合数值模拟。计算结果表明,修正的摩擦系数计算模型会延长炸药点火延迟时间,提高临界点火速度和临界点火温度,也说明考虑了压力相关性的摩擦系数计算模型对于研究成型炸药的摩擦点火问题有重要意义。

关键词：兵器科学与技术成型炸药摩擦系数摩擦点火落锤冲击

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大长细比弹体斜侵彻混凝土靶的动力学响应

爆炸与冲击 2007年第4期27卷 331-338页

作者：皮爱国黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

基于刚塑性自由梁在横向冲击载荷下的动力学响应研究方法,结合空腔膨胀理论给出的弹体载荷分析,给出了弹体作为自由梁在塑性铰出现之前的响应行为,得到了梁内任一截面在横向载荷下剪力和弯矩分布规律以及轴向载荷下的轴力分布规律。计... 详细信息

基于刚塑性自由梁在横向冲击载荷下的动力学响应研究方法,结合空腔膨胀理论给出的弹体载荷分析,给出了弹体作为自由梁在塑性铰出现之前的响应行为,得到了梁内任一截面在横向载荷下剪力和弯矩分布规律以及轴向载荷下的轴力分布规律。计算结果表明,大长细比结构弹体的危险截面在承受较大轴向惯性压力载荷后,对由非正侵彻导致的横向载荷极为敏感。最后基于压弯联合作用载荷分析,给出了动能弹设计的抗弯极限壁厚要求。

关键词：爆炸力学侵彻冲击载荷刚塑性梁动能弹空腔膨胀理论

β-HMX晶体单轴压缩及绝热压缩的分子动力学模拟

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高压物理学报 2010年第5期24卷 326-332页

作者：石一丁黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用COMPASS(Condensed-Phase Optimized Molecular Potential for Atomistic Simulation Studies)力场,对β-HMX晶体的单轴压缩进行了分子动力学模拟,压缩方向分别垂直于β-HMX晶体的(100)、(010)和(001)晶面。模拟结果表明,垂直于不同晶面的单轴压缩得到的状态方程不同,显示出β-HMX晶体单轴压缩的各向异性。利用NpH系综对β-HMX晶体进行了绝热静水压缩模拟,得到的绝热静水压缩线处于等温静水压缩线的上方,与实验结果更加吻合。绝热压缩下,体系温度升高,各压力作用下体系温度的模拟结果与理论计算得到的冲击温度比较接近,说明COMPASS力场和NpH系综适用于模拟β-HMX晶体的绝热压缩。利用分子动力学方法模拟炸药的绝热压缩,可以预估炸药的冲击温度。

关键词：分子动力学 β-HMX晶体压缩各向异性绝热压缩冲击温度

PBX材料宏细观断裂行为的数字散斑相关法实验研究

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高压物理学报 2011年第1期25卷 1-7页

作者：周忠彬陈鹏万黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

采用半圆盘弯曲实验和数字散斑相关方法,对高聚物粘结炸药(PBX)的宏、细观断裂行为进行了实验研究。宏观上,带有预制裂纹的半圆盘试样发生拉伸破坏,利用数字散斑相关技术得到了试样的应变场和位移矢量场分布,定量分析了试样全场的变形特... 详细信息

采用半圆盘弯曲实验和数字散斑相关方法,对高聚物粘结炸药(PBX)的宏、细观断裂行为进行了实验研究。宏观上,带有预制裂纹的半圆盘试样发生拉伸破坏,利用数字散斑相关技术得到了试样的应变场和位移矢量场分布,定量分析了试样全场的变形特征,并测得了PBX材料的平面应变断裂韧性;细观上,用配有加载装置的扫描电子显微镜对含预制裂纹的半圆盘试样间接拉伸下的损伤演化和破坏过程进行了实时原位观察,借助于数字散斑相关方法,定量分析了试样损伤局部化特征。结果表明,将数字散斑相关方法用于研究PBX材料宏、细观尺度上的变形破坏问题是有效的。

关键词：高聚物粘结炸药(PBX) 数字散斑相关方法半圆盘弯曲实验断裂韧性损伤局部化

大长细比结构弹体侵彻2024-O铝靶的弹塑性动力响应

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爆炸与冲击 2008年第3期28卷 252-260页

作者：皮爱国黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究大长细比结构弹体在撞击典型硬目标早期的结构动力学响应,利用57轻气炮进行了直径1.4 cm、量纲一壁厚0.1和0.15、长细比8和12、头部系数3和4.5的卵形空心弹体对2024-O铝靶的侵彻实验研究,利用高速摄影系统记录了弹体撞靶过程,观... 详细信息

为研究大长细比结构弹体在撞击典型硬目标早期的结构动力学响应,利用57轻气炮进行了直径1.4 cm、量纲一壁厚0.1和0.15、长细比8和12、头部系数3和4.5的卵形空心弹体对2024-O铝靶的侵彻实验研究,利用高速摄影系统记录了弹体撞靶过程,观察到大长细比弹体垂直撞击硬目标过程中的局部墩粗、塑性屈曲2种结构破坏模式,以及斜侵彻过程中的整体塑性弯曲、弯曲与墩粗耦合、弯曲与屈曲耦合3种结构破坏模式和实时动力学响应过程。基于对指数硬化材料的空腔膨胀理论建立了弹体垂直侵彻模型,给出了在轴向及横向载荷交互作用下计算刚塑性自由梁危险截面屈服函数的控制方程,计算值与实验结果吻合较好。

关键词：爆炸力学结构破坏模式侵彻动能弹空腔膨胀理论剐塑性梁

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考虑混凝土孔隙压实效应的球形空腔膨胀理论

岩土力学 2010年第5期31卷 1481-1485页

作者：李志康黄风雷北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 西北核技术研究所西安710024

根据混凝土材料动态响应的特点,将常规弹速范围内混凝土球形空腔的动态响应区域划分为弹性区、开裂区和孔隙压实区,孔隙压实区的混凝土材料采用两段式线性状态方程和考虑拉伸破坏的Mohr-Coulomb屈服准则描述。运用相似变换方法推导了球... 详细信息

根据混凝土材料动态响应的特点,将常规弹速范围内混凝土球形空腔的动态响应区域划分为弹性区、开裂区和孔隙压实区,孔隙压实区的混凝土材料采用两段式线性状态方程和考虑拉伸破坏的Mohr-Coulomb屈服准则描述。运用相似变换方法推导了球形空腔动态膨胀响应的理论表达式,采用Runge-Kutta-Felhberg数值方法给出了球形空腔动态响应的数值解。结果表明,运用该理论建立的侵彻模型与试验结果具有良好的一致性。

关键词：球形空腔膨胀理论混凝土孔隙压实效应侵彻

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爆炸驱动下飞板运动速度的实验研究

爆炸与冲击 2002年第1期22卷 26-29页

作者：黄风雷段卫东恽寿榕北京理工大学爆炸灾害预防控制国家重点实验室北京100081

在理论分析的基础上 ,建立了双反射镜法实验测量系统 ,设计了一套实验装置和闪光灯充电电路 ,解决了双反射镜实验中被测试件的安装精度和外照明光源问题。实验测量了滑移爆轰作用下 ,不同爆炸焊接复板材料的运动速度 ,结果表明该方法有... 详细信息

在理论分析的基础上 ,建立了双反射镜法实验测量系统 ,设计了一套实验装置和闪光灯充电电路 ,解决了双反射镜实验中被测试件的安装精度和外照明光源问题。实验测量了滑移爆轰作用下 ,不同爆炸焊接复板材料的运动速度 ,结果表明该方法有效实用。

关键词：爆炸焊接高速摄影滑移爆轰爆炸驱动飞板运动速度双反射镜法闪光灯充电电路外照明光源复板材料斜碰撞速度

冲击载荷下Al_2O_3抗弹陶瓷的力学性能实验研究

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高压物理学报 2003年第1期17卷 29-34页

作者：段卓平关智勇黄风雷北京理工大学爆炸与安全科学国家重点实验室北京100081

通过静力学实验得到了Al2 O3抗弹陶瓷的弹性模量和泊松比。通过一维平面撞击实验 ,在Al2 O3抗弹陶瓷材料中进行了冲击波速度、飞片速度的测量和纵向应力、横向应力测量 ,得到了Al2 O3抗弹陶瓷的冲击波D up 关系 ,以及抗弹陶瓷在 3～ 1 1... 详细信息

通过静力学实验得到了Al2 O3抗弹陶瓷的弹性模量和泊松比。通过一维平面撞击实验 ,在Al2 O3抗弹陶瓷材料中进行了冲击波速度、飞片速度的测量和纵向应力、横向应力测量 ,得到了Al2 O3抗弹陶瓷的冲击波D up 关系 ,以及抗弹陶瓷在 3～ 1 1GPa压力范围内相应的横向应力和纵向应力关系曲线 ,并根据这一曲线得到了抗弹陶瓷的纵向应力与剪切强度的关系。

关键词：冲击载荷 Al2O3 力学性能实验研究横向应力抗弹陶瓷动态剪切强度三氧化二铝装甲战车防护设计纵向应力