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空气隔层对水下爆炸冲击波的缓冲效应

振动与冲击 2017年第3期36卷 7-13页

作者：寇晓枫王高辉卢文波陈明严鹏武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

由于水下爆炸对结构的破坏能力比空中爆炸要强得多,因此针对水下结构的防护越来越受到重视。根据一维应力波在不同介质交界面的透射反射理论,从理论上分析了低波阻抗介质(如空气)对水下爆炸冲击波传播的影响。通过建立含空气隔层的水下... 详细信息

由于水下爆炸对结构的破坏能力比空中爆炸要强得多,因此针对水下结构的防护越来越受到重视。根据一维应力波在不同介质交界面的透射反射理论,从理论上分析了低波阻抗介质(如空气)对水下爆炸冲击波传播的影响。通过建立含空气隔层的水下爆炸全耦合模型,考虑水下爆炸冲击波与空气隔层及爆轰产物的动态相互作用,研究了空气隔层对水下爆炸冲击波的缓冲效应,揭示了空气隔层的运动发展过程。同时分析了空气隔层厚度及位置对水下爆炸冲击波缓冲效应的影响。结果表明:空气隔层距防护对象越近,防护效果越佳,具有重要的工程应用价值。

关键词：水下爆炸空气隔层缓冲效应冲击波传播特性结构防护

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空气隔层对水中冲击波的衰减特性

爆炸与冲击 2012年第1期32卷 61-66页

作者：贾虎沈兆武南阳师范学院土木建筑工程学院河南南阳473061 中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230027

采用波动理论,提出了水下爆炸冲击波防护的设计原则。在此基础上针对水下爆破工程安全防护的实际情况,对提出的空气隔层衰减冲击波设想进行了实验研究,发现空气隔层能有效衰减冲击波峰值压力。为了对空气隔层衰减冲击波能量特性进行研究... 详细信息

采用波动理论,提出了水下爆炸冲击波防护的设计原则。在此基础上针对水下爆破工程安全防护的实际情况,对提出的空气隔层衰减冲击波设想进行了实验研究,发现空气隔层能有效衰减冲击波峰值压力。为了对空气隔层衰减冲击波能量特性进行研究,提出了基于小波包分析水下爆炸冲击波能量分布规律的方法,发现水下爆炸冲击波能量分布频率比较广,在空气隔层作用下,各频率段的冲击波能量都有很好的衰减作用,空气隔层对绝大部分频率段的冲击波能量衰减都在50%以上。研究结果表明,空气隔层能在水下爆破工程安全防护中发挥积极作用,可以有效降低水下爆炸冲击波的破坏效应,具有实用价值。

关键词：爆炸力学能量分布小波包分析空气隔层水下爆炸

多层气泡膜隔层结构对水下冲击波衰减效果分析

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爆破 2024年第2期41卷 223-231页

作者：梁云吴红波陈永佳李基锐黄菓树马成帅张政叶风明曾辉莲广西新港湾工程有限公司南宁530200 安徽理工大学化工与爆破学院淮南232001

为分析多层气泡膜隔层结构对水下爆炸冲击波衰减效果,使用不同规格气泡膜并设计不同层数的空气隔层结构,以8号工业电雷管作为爆源,进行水下爆炸试验,获得水下冲击波参数,通过冲击波超压峰值与比冲击波能对比分析气泡膜对水下冲击波的衰... 详细信息

为分析多层气泡膜隔层结构对水下爆炸冲击波衰减效果,使用不同规格气泡膜并设计不同层数的空气隔层结构,以8号工业电雷管作为爆源,进行水下爆炸试验,获得水下冲击波参数,通过冲击波超压峰值与比冲击波能对比分析气泡膜对水下冲击波的衰减效果。结果表明:随着气泡膜层数的增加,冲击波超压峰值衰减率随之增加,1#气泡膜衰减率由48.32%上升至89.10%,2#气泡膜衰减率由86.08%上升至91.33%,3#气泡膜衰减率由87.87%上升至91.45%,4#气泡膜衰减率由90.34%上升至92.37%;薄膜隔层对比气泡膜空气隔层,其对水下冲击波的衰减影响比重较小,在层数相同的条件下,气泡膜气泡直径越大对水下冲击波的衰减效果越好,说明隔层结构中气泡对冲击波的衰减有着重要的作用;通过比冲击波能分析,气泡膜空气隔层比冲击波能消耗均超过98.50%以上,能量消耗显著。在实际应用中,可以使用气泡膜作为防护材料,能够有效地降低冲击波对被保护对象带来的危害。

关键词：水下爆炸空气隔层气泡膜冲击波衰减比冲击波能

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水中空气隔层衰减冲击波性能研究

高压物理学报 2011年第2期25卷 165-172页

作者：姚熊亮杨文山初文华张阿漫哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

根据鱼雷对舰船毁伤的特点,建立了多介质水下爆炸数值模型,提出了交界面处理及广义光滑长度计算方法,编制了多介质水下爆炸计算程序,并对水下爆炸空气隔层衰减冲击波的性能进行了定量分析。结果表明:无论是接触爆炸还是非接触爆炸,空气... 详细信息

根据鱼雷对舰船毁伤的特点,建立了多介质水下爆炸数值模型,提出了交界面处理及广义光滑长度计算方法,编制了多介质水下爆炸计算程序,并对水下爆炸空气隔层衰减冲击波的性能进行了定量分析。结果表明:无论是接触爆炸还是非接触爆炸,空气隔层均可有效衰减冲击波,并且接触爆炸中空气隔层衰减冲击波的效果更好,最大可使冲击压力峰值降低约55%;空气隔层厚度与爆炸厚度之比为1时便可达到较好的衰减冲击波效果,继续增加空气隔层厚度对衰减冲击波效果影响不大。研究结果可为舰船结构防护及防雷舱的结构设计提供参考。

关键词：水下爆炸空气隔层衰减冲击波光滑粒子流体动力学

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空气隔层对水中冲击波衰减效果的实验研究

中国科学技术大学学报 2007年第10期37卷 1306-1311页

作者：樊自建沈兆武马宏昊廖学燕中国科学技术大学近代力学系

依据一维击波绝热透、反射理论和冲击波在空气、水中的衰减规律,分析了水中空气隔层对水下爆炸冲击波衰减的原理,并通过两次小药量模型实验对分析结果进行了验证.结果表明,空气隔层不仅可以削弱水中冲击波峰值压力,而且可以有效减少冲... 详细信息

依据一维击波绝热透、反射理论和冲击波在空气、水中的衰减规律,分析了水中空气隔层对水下爆炸冲击波衰减的原理,并通过两次小药量模型实验对分析结果进行了验证.结果表明,空气隔层不仅可以削弱水中冲击波峰值压力,而且可以有效减少冲击波的冲量和总能量,从而可以有效防止水中爆炸冲击波对保护目标的破坏.

关键词：空气隔层水下爆炸水下防护

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空气隔层成层式结构抗常规武器设计荷载分析

地下空间与工程学报 2012年第4期8卷 802-806,856页

作者：颜海春艾德武袁正如李勃解放军理工大学工程兵工程学院南京210007 陕西省人防建筑研究设计院西安710061

采用空气隔层的成层式结构是地下工程抗常规武器破坏效应设计中新近采用的一种防护结构形式。但是对于如何确定空气隔层情况下结构上的常规武器爆炸设计荷载尚没有明确的计算方法。为了给工程设计提供较为可靠的依据,本文以某实际工程为... 详细信息

采用空气隔层的成层式结构是地下工程抗常规武器破坏效应设计中新近采用的一种防护结构形式。但是对于如何确定空气隔层情况下结构上的常规武器爆炸设计荷载尚没有明确的计算方法。为了给工程设计提供较为可靠的依据,本文以某实际工程为例,采用对比法和有限元数值模拟法对工程顶板上的爆炸荷载进行了计算。对计算结果进行对比分析后提出:在实际工程设计中,通过控制空气隔层的厚度可以有效降低爆炸荷载的破坏作用,使常规武器爆炸荷载成为工程设计的非控制荷载,为合理简化设计过程提供了新的思路。

关键词：空气隔层常规武器爆炸荷载

空气隔层结构对水下爆炸能量及振动影响的研究

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空气隔层结构对水下爆炸能量及振动影响的研究

作者：汤有富安徽理工大学

学位级别：硕士

随着海洋资源的开发与水下爆破技术的发展,水下爆破工程逐渐增多,水下爆破安全防护问题也逐渐受到人们的重视。在军事领域,现代海军舰艇对水下鱼雷的抗冲击性能的要求也不断提高,研究新型的抗冲击性能更好的防雷舱结构逐渐成为人们研究... 详细信息

随着海洋资源的开发与水下爆破技术的发展,水下爆破工程逐渐增多,水下爆破安全防护问题也逐渐受到人们的重视。在军事领域,现代海军舰艇对水下鱼雷的抗冲击性能的要求也不断提高,研究新型的抗冲击性能更好的防雷舱结构逐渐成为人们研究的重点。因此,开展水下爆炸参数测试及其爆炸有害效应控制的研究,无论是在民用水工工程中还是在军事海洋防护工程上都有着重要的研究价值与意义。本文在安徽理工大学小型爆炸水池(Φ5.5m,H3.62m)中开展了不同尺寸类型空气隔层结构防护水下爆炸压力测试,研究空气隔层结构对水下爆炸能量的影响;采用UBOX-6016振动测试仪对空气隔层结构防护作用下爆炸振动信号进行监测,研究空气隔层结构对最大振速和主振频率的影响;结合数值模拟软件对大药量水下爆炸空气隔层防护进行模拟研究;通过Matlab软件编写相关程序对振动监测的信号进行HHT(Hilbert-Huang)分析,研究空气隔层对振动信号的全局频率影响。根据实验与模拟分析,在现有实验条件下得到以下结论:(1)空气隔层结构对水下爆炸参数的影响。对峰值压力的影响:空气隔层作用能够有效衰减峰值压力,在0.3m处峰值压力实测衰减率达到49.57%～75.93%,扣除壳体影响的衰减率达到54.14%～92.47%,0.5m处峰值压力实测衰减率达到59.36%～75.09%,扣除壳体影响的衰减率达到80.47%-100.87%。(2)空气隔层结构对水下爆炸能量的影响。对水下爆炸输出结构的影响:空气隔层作用下,水下爆炸能量输出结构发生改变:0.3m处比冲击波能所占总能量比重约由40.98%～37.85%降13.89%～1.64%;0.5m处比冲击波能所占总能量比重约由37.46%～26.37%降为13.33%～2.55%;比气泡能占总能量比重则相应增加。(3)壳体尺寸对水下爆炸参数的影响:随着隔层结构壳体半径的逐渐增大,气泡脉动峰值压力占冲击波峰值压力比重也逐渐增大,即壳体约束作用下冲击波的冲击作用减弱,气泡的脉动作用加强。(4)空气隔层结构对水下爆炸冲量值的影响:空气隔层作用可以明显降低水下爆炸冲量值,30cm处衰减率达到64.48%～82.99%,50cm处衰减率达到50.75%-73.68%。隔层厚度达到Φ80mm～Φ120mm之间冲量值衰减率最大。(5)空气隔层结构对爆炸水池临近地基振动的影响。对最大振速影响:随着空气隔层厚度的增加,振动速度先减小后增大,且空气隔层厚度为Φ120mm时,振动速度值最小。并拟合出空气厚度对振动速度衰减值的方程,该方程能够给爆破振动防护设计提供指导;对全局频率的影响:通过HHT分析方法可以得到全局频率所对应的幅值。在空气隔层结构作用下,5Hz～15Hz区间段的幅值减弱较明显,且作用时间得到缩短。空气隔层厚度为Φ80mm～Φ120mm之间达到的防护效果较好。本文实验结果与分析对工程爆破领域水下爆破危害防护及军事领域海洋舰艇防雷舱结构设计具有一定的理论参考价值。

关键词：水下爆炸空气隔层爆炸能量爆炸振动数值模拟 HHT

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空气隔层装药在光面爆破中的应用

西部探矿工程 1999年第4期11卷 97-99页

作者：车明吉铁道部第十三工程局湖北大悟县

空气隔层装药。它是通过一层或二层装药，在装药层之间和装药层与堵塞之间留空气隔层。在不增加单孔装药的情况下，增大了眼距，简化了装药工艺，工程成本有明显降低。该方法在软、硬岩中应用均获取较好的光面爆破效果。

关键词：空气隔层装药结构光面爆破铁路高等级公路

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蒸汽管道带空气隔层保温结构传热设计计算

机电信息 2019年第33期 115-117页

作者：唐芳黄建华向钠陈思超段文杰湖南理工职业技术学院

针对传统保温层下管道的腐蚀问题,提出了一种带空气隔层的管道保温结构,即在传统保温层与介质管道间增设一空气隔层。对带空气隔层的管道保温结构进行了详细的传热过程分析,并采用试算法,保温材料取岩棉,以350℃饱和水蒸气、管道规格DN... 详细信息

针对传统保温层下管道的腐蚀问题,提出了一种带空气隔层的管道保温结构,即在传统保温层与介质管道间增设一空气隔层。对带空气隔层的管道保温结构进行了详细的传热过程分析,并采用试算法,保温材料取岩棉,以350℃饱和水蒸气、管道规格DN100×6、空气隔层10 mm工况为例,给出了传统保温结构和带空气隔层保温结构保温层厚度及热损失计算过程。以传统保温结构散热量为比较基准,得出保温层厚度为130 mm时,带空气隔层保温结构比传统保温结构单位面积热散失量减少13.58%;最后计算对比了在相同保温层厚度情况下,饱和水蒸气在150~370℃范围内,传统保温结构与带空气隔层保温结构的单位面积热散失量,计算结果表明,在对比温度范围内,带空气隔层保温结构相对传统保温结构的节能率为12.68%~26.31%。

关键词：空气隔层蒸汽管道保温结构传热