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Ballistic performance of spaced multi-ply soft fabrics: Experimental and numerical investigation

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Defence Technology（防务技术） 2024年第4期34卷 143-155页

作者： Zhongwei Zhang Xiaoning Yang Yuan Lin ziming xiong Yuhang Xiang Yi Zhou Mingyang Wang State Key Laboratory of Explosion&Impact and Disaster Prevention&Mitigation Army Engineering University of PLANanjing 210007China School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science&TechnologyNanjing 210007China State Key Laboratory of New Textile Materials and Advanced Processing Technologies Wuhan Textile UniversityWuhan 430200China Postdoctoral Station of Civil Engineering Army Engineering University of PLANanjing 210007China

It has been reported that the ply gap influences the ballistic resistance of spaced multi-ply fabric systems,but its working mechanism was not well-understood. This paper reports the experimental and numerical approaches and results of an investigation on the mechanisms that enable the improved ballistic performance of spaced multi-ply systems. Penetration tests were performed over a range of impact velocities ranging from 200 m/s to 400 m/s. The results confirmed that the ply gap is beneficial to the energy absorption capability of the systems. This is because the front plies tend to absorb more energy when they are not immediately constrained by the rear plies. During a ballistic event, the gap relieves the reflection of the compressive pulse, prolonging the projectile engagement time with the front plies;on the other hand, the rear plies become increasingly less active in dissipating energy as the gap *** the gap is sufficiently widened to avoid any interference between the plies before the failure of the front ply, the responses of the whole system no longer vary. It was also found that the ballistic performance of the spaced systems is influenced by ply thickness, impact velocity, and the stacking order of the ply gap.

关键词： Energy absorption capability Ply gap Ballistic performance The front ply The rear ply

Multi-dimensional Ni@C-CoNi composites with strong magnetic interaction toward superior microwave absorption

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Journal of Materials Science & Technology 2022年第35期130卷 176-183页

作者： Mengxiao Sun Derong Wang ziming xiong Zhongwei Zhang Long Qin Chaochan Chen Fan Wu Panbo Liu School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science&TechnologyNanjing 210094China State Key Laboratory of Disaster Prevention&Mitigation of Explosion&Impact Army Engineering University of PLANanjing 210007China Division of Electron and Electricity Measurement Technology Shanghai Institute of Measurement and Testing TechnologyShanghai 201203China School of Chemistry and Chemical Engineering Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China School of Materials Science and Engineering Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471023China

Dielectric-magnetic integrated absorbers have attracted arousing attention in microwave absorption,however,it still remains a great challenge to simultaneously achieve superior dielectric polarization and strong magnetic ***,we propose a multi-scale structure optimization strategy to anchor CoNiMOFs derived OD CoNi alloy onto 1 D core-shell Ni@C *** decorating with the poly-dopamine layer,the connection between 1 D NiO and CoNi-MOFs precursors was greatly improved via the electrostatic *** from the overlapping conductive networks,enhanced interfacial polarization among the multi-dimensional heterogeneous interfaces and strong magnetic interaction,the fabricated multi-dimensional Ni@C-CoNi composites exhibit outstanding microwave ***,the optimal reflection loss is as high as-51.4 dB at 1.9 mm,and the effective absorption bandwidth achieves 4.6 GHz with a thickness of only 1.3 *** multi-scale structure optimization strategy inspires us with an efficient method to fabricate ideal microwave absorbers and the obtained multi-dimensional composites can be used as promising candidates in electromagnetic radiation protection.

关键词： Multi-dimensional composites Synergistic effect Magnetic interaction Microwave absorption

Conjugate ferrocene polymer derived magnetic Fe/C nanocomposites for electromagnetic absorption application

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Journal of Materials Science & Technology 2024年第8期175卷 125-131页

作者： Aming Xie Zhendong Ma ziming xiong Weijin Li Lai Jiang Qiu Zhuang Siyao Cheng Wei Lu School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science&TechnologyNanjing 210094China State Key Laboratory of Explosion&Impact and Disaster Prevention&Mitigation Army Engineering University of PLANanjing 210007China School of Materials Science and Engineering Nanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China Shanghai Key Lab.of D&A for Metal-Functional Materials School of Materials Science&EngineeringTongji UniversityShanghai 201804China

Coordination bonds are relatively unstable compared to covalent bonds,and common carbon-based absorbing material precursors are bonded in the form of coordination *** this work,we have introduced ferrocene units into conjugated microporous polymers(CMP)in one step by Suzuki *** adjusting the proportion of ferrocene units,a series of magnetic Fe-C nanocomposites(Fe-P-XC)derived from conjugated ferrocene polymers without heteroatom doping(N,S,P,etc.)were *** Fe-P-2C composite has good absorption properties with minimum reflection loss at 4.4 GHz(-58.66 dB)and effective absorption bandwidth(EAB)of 6.28 GHz at 2.4 mm(11.72-18 GHz).Compared with the precursor materials formed by coordination bonds,the present work reveals the electromagnetic wave absorption mechanism of carbon-based materials without heteroatom doping through a simple and effective strategy.

关键词： Covalent bonds Suzuki reaction Conjugated ferrocene polymers Electromagnetic wave absorption

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重大工程设施抗爆韧性设计的思考

同济大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 864-873页

作者：卢浩陈丹鹤邓树新熊自明王明洋陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

分析了工程设施抗爆韧性设计的必要性,提出了重大工程抗爆韧性的概念与设计目标。针对民用关键基础设施、军事防护工程,从提高鲁棒性、降低间接损失、迅速恢复等方面讨论了相应的韧性实现技术。结合韧性与经济性关系,建立了基于预期总... 详细信息

分析了工程设施抗爆韧性设计的必要性,提出了重大工程抗爆韧性的概念与设计目标。针对民用关键基础设施、军事防护工程,从提高鲁棒性、降低间接损失、迅速恢复等方面讨论了相应的韧性实现技术。结合韧性与经济性关系,建立了基于预期总损失与工程总价值之比的韧性指数计算模型,综合考虑韧性指数与建设、恢复成本,可用于韧性设计方案决策优化。最后提出发展建议,包括加强针对重大工程抗爆韧性的技术支撑体系研究;加快工程抗爆韧性定量评估方法研究;加快重大工程抗爆韧性数据决策平台建设;选择典型重大工程并开展抗爆韧性设计示范应用,推进相关标准规范制定。

关键词：重大工程抗爆韧性设计目标评估模型发展建议

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基于BIM的南京地铁运营资产管理信息系统

现代隧道技术 2019年第2期56卷 30-39页

作者：袁维华熊自明褚靖豫卢浩陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 江苏省建筑设计研究院有限公司南京210000

地铁设施设备的维护保养和管理相当重要,但目前的系统很难满足企业与实际操作人员的需要,可视化程度不高、设备维护不精准等问题直接影响到地铁项目的运营管理。文章介绍了一种基于BIM技术的地铁运营资产管理信息系统,并以南京地铁为例... 详细信息

地铁设施设备的维护保养和管理相当重要,但目前的系统很难满足企业与实际操作人员的需要,可视化程度不高、设备维护不精准等问题直接影响到地铁项目的运营管理。文章介绍了一种基于BIM技术的地铁运营资产管理信息系统,并以南京地铁为例,构建设备BIM模型及信息数据库,从空间管理、设施设备管理、维护管理、资产管理、安全管理等方面实例化阐述了该系统的功能和特点。该系统的创新性体现在ERP+GIS+BIM管理平台、BIM+FM设施物业管理模式、高效的电子化工单管理、多平台和技术融合、BIM+物联网技术结合等方面,具有重要的理论意义和实际工程应用价值。

关键词： BIM 南京地铁管理信息系统设施管理

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混凝土靶侵爆条件下破坏深度的模型实验研究

爆炸与冲击 2021年第7期41卷 16-23页

作者：卢浩岳松林孙善政宋春明熊自明陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007

为研究混凝土靶侵彻后空腔对爆炸效应的影响,开展了450~700 m/s速度下混凝土靶体侵彻与爆炸模型实验。基于10组实验结果,结合量纲分析等方法,研究了侵彻结果对爆坑深度的影响。结果表明,可采用无量纲冲击系数表征侵彻深度、开坑体积以... 详细信息

为研究混凝土靶侵彻后空腔对爆炸效应的影响,开展了450~700 m/s速度下混凝土靶体侵彻与爆炸模型实验。基于10组实验结果,结合量纲分析等方法,研究了侵彻结果对爆坑深度的影响。结果表明,可采用无量纲冲击系数表征侵彻深度、开坑体积以及侵彻损伤值等侵彻效应,不考虑装药长径比的影响,侵彻后爆炸带来的破坏深度增加量h_(e)主要受无量纲冲击系数I_(p)与爆炸系数I_(e)的影响。利用实验数据获得了长径比为5时h_(e)的影响规律:(1) I_(p)较小时,侵彻深度较小,I_(e)的变化对爆炸弹坑深度h_(e)变化影响较小;(2)随着I_(p)的增加,h_(e)不断增加,但增加幅度逐渐变小,I_(e)对h_(e)的影响不断变大;(3)随着I_(p)增加到一定程度,h_(e)趋于常数,I_(e)对h_(e)的影响趋于稳定。

关键词：侵彻爆炸混凝土靶冲击系数破坏深度模型实验

侧爆作用下土中竖井结构弹塑性变形特征分析及计算

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同济大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 846-857页

作者：孙善政卢浩熊自明马云飞陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 陆军后勤部信息保障室北京100072

针对土中钢板-钢筋混凝土竖井结构在常规武器爆炸作用下塑性铰线形成前的动力响应问题,综合采用模型试验、有限元数值仿真方法,分析了竖井结构中远距离爆炸作用下的变形过程及特征,确定了以量纲一环向相对位移α1作为结构变形程度的判... 详细信息

针对土中钢板-钢筋混凝土竖井结构在常规武器爆炸作用下塑性铰线形成前的动力响应问题,综合采用模型试验、有限元数值仿真方法,分析了竖井结构中远距离爆炸作用下的变形过程及特征,确定了以量纲一环向相对位移α1作为结构变形程度的判据。推导了土中竖井结构在常规武器爆炸作用下的动力响应理论解,分析了按照弹性理论计算的量纲一环向相对位移α_(1e)和有限元计算得到的弹塑性量纲一环向相对位移α_(1p)的关系及其比值α_(1p)/α_(1e)的影响因素,构建了基于弹性解的弹塑性量纲一环向相对位移α_(1p)工程算法。提出了以量纲一环向相对位移α1作为结构变形程度的判据,并确定了结构闭环塑性铰线出现、破坏模式改变的阈值为α1=3%;对比了理论与数值模拟计算结果,验证了提出的理论计算方法可以较好地计算钢板-混凝土竖井组合结构在常规武器爆炸作用下弹性阶段的动力响应;结构长径比、结构缩尺比例、装药量大小对α_(1p)/α_(1e)随α_(1e)的变化规律的影响可以忽略;等效厚径比、钢板与混凝土厚度比较大及结构的相对高度较小时,计算得到的α_(1e)偏小,α_(1p)/α_(1e)较大。混凝土强度较大时,α_(1e)相同情况下结构塑性变形较小,α_(1p)/α_(1e)较小。

关键词：竖井结构爆炸作用弹塑性变形壳体振动理论

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ZnO@RGO复合材料的制备及其吸波性能

复合材料学报 2022年第3期39卷 1152-1162页

作者：熊自明吴凡张中威孙慜倩马超王涛陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 32381部队

随着无线信息技术的飞速发展,电磁干扰问题日益突出,引起了全球的广泛关注。人体长时间暴露于电磁辐射下,会对中枢神经系统、心血管系统和视觉系统等造成不同程度的损伤。解决这一问题的关键在于开发能够吸收电磁波的材料。为了改善还... 详细信息

随着无线信息技术的飞速发展,电磁干扰问题日益突出,引起了全球的广泛关注。人体长时间暴露于电磁辐射下,会对中枢神经系统、心血管系统和视觉系统等造成不同程度的损伤。解决这一问题的关键在于开发能够吸收电磁波的材料。为了改善还原氧化石墨烯(RGO)的微波吸收性能,采用感应加热的方式成功获得四面体针状氧化锌(ZnO),并通过简单水热法制备了不同比例的ZnO@RGO复合材料。利用SEM、XRD和Raman分别对ZnO@RGO复合材料的形貌、尺寸和结构进行了分析,并且探讨了ZnO含量和石蜡填充量对其电磁参数和吸波性能的影响。ZnO∶GO质量比为3∶1时的ZnO@RGO复合材料拥有最为优异的吸波性能(-44.5 dB;3 mm)。电磁参数表明ZnO@RGO复合材料的衰减机制可以归结为电导损耗和极化效应。ZnO@RGO复合材料具有较低的反射损耗值和较薄的厚度,在军事隐身领域具有很大的潜力。

关键词：四面体针状ZnO ZnO@RGO复合材料感应加热微波吸收衰减机制电磁波

常规武器二次爆炸作用下浅埋钢筋混凝土拱结构破坏规律

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爆炸与冲击 2023年第8期43卷 153-165页

作者：陈昊卢浩孙善政熊自明岳松林王德荣陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007

为研究常规武器二次爆炸作用下土中浅埋拱结构的破坏规律,对土中浅埋钢筋混凝土直墙拱结构进行爆炸试验和数值模拟。试验对结构模型设置多个缩比工况,同时,利用LS-DYNA对3组工况进行数值模拟。通过对比土中测点压力、结构测点速度和结... 详细信息

为研究常规武器二次爆炸作用下土中浅埋拱结构的破坏规律,对土中浅埋钢筋混凝土直墙拱结构进行爆炸试验和数值模拟。试验对结构模型设置多个缩比工况,同时,利用LS-DYNA对3组工况进行数值模拟。通过对比土中测点压力、结构测点速度和结构挠度等数据,发现模拟结果与试验结果基本一致并拓展了二次爆炸的数值模拟工况。结果表明:比例爆距设置在0.4~0.6 m/kg^(1/3),以保证结构以整体破坏为主。综合结构毁伤宏观描述和结构最大挠跨比,对整体作用下结构的毁伤等级进行划分。通过讨论结构的初始毁伤及不同爆炸顺序时钢筋混凝土直墙拱结构的破坏规律,结构受爆炸作用发生开裂、弯曲等破坏时,部分混凝土因开裂或进入塑性而退出工作,从而导致结构的刚度发生改变;结构最终毁伤程度受打击顺序影响,初次爆炸对结构最终损伤影响比重较大。

关键词：浅埋坑道钢筋混凝土结构二次爆炸破坏规律

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