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破片与冲击波对固支方板的耦合毁伤效应数值研究

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船舶力学 2017年第5期21卷 595-602页

作者：杜志鹏吴震柴勤芳李营海军装备研究院北京100161 浙江交通职业技术学院海运学院杭州311112

为探索固支方板在破片与冲击波耦合作用下的典型破坏模式及临界转换条件,采用耦合的SPH-FEM方法数值模拟靶板在破片与冲击波耦合作用下的破坏过程。结果表明:(1)耦合载荷作用下靶板的损伤模式主要分成两种,模式I:花瓣弯曲破坏;模式Ⅱ:... 详细信息

为探索固支方板在破片与冲击波耦合作用下的典型破坏模式及临界转换条件,采用耦合的SPH-FEM方法数值模拟靶板在破片与冲击波耦合作用下的破坏过程。结果表明:(1)耦合载荷作用下靶板的损伤模式主要分成两种,模式I:花瓣弯曲破坏;模式Ⅱ:拉伸断裂破坏。模式Ⅱ还可细分为两种,模式Ⅱa:板边界产生塑性变形,中心产生拉伸断裂破坏;模式Ⅱb:板边界和中心均产生拉伸断裂破坏。(2)模式I和模式Ⅱa之间的临界i*(无量纲冲量)值约为0.88;模式Ⅱa与模式Ⅱb之间的临界i*值约为0.64。(3)靶板的破口面积并不是随着i*的增大而增大,当i*=0.71时,破口面积达到最大值,约为抗爆有效面积的68%。

关键词：耦合毁伤破坏模式转换条件固支方板

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钨锆铪合金活性破片对间隔靶耦合毁伤特性

兵工学报 2020年第S02期41卷 144-148页

作者：王璐瑶蒋建伟李梅北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

为研究高强度、高密度钨锆铪活性合金破片在冲击加载下的化学能增强动能毁伤能力,开展弹道炮驱动破片对单层Q235钢板和钢板后加3层LY12薄铝板间隔靶的侵彻实验。采用高速摄影机拍摄破片侵彻钢板后的释能行为和对间隔靶的毁伤过程,测得... 详细信息

为研究高强度、高密度钨锆铪活性合金破片在冲击加载下的化学能增强动能毁伤能力,开展弹道炮驱动破片对单层Q235钢板和钢板后加3层LY12薄铝板间隔靶的侵彻实验。采用高速摄影机拍摄破片侵彻钢板后的释能行为和对间隔靶的毁伤过程,测得钢板后碎片云区的形状和运动特征参数,得到碎云区对钢板后不同位置处间隔靶的毁伤面积和容积。研究结果表明:钨锆铪合金活性破片在高速侵彻钢板过程中,板前化学能耗极低,板后则形成类椭球状兼有动能和化学能的耦合能量区,该能量区对间隔靶的毁伤模式在激活点近场区以化学能增强动能毁伤为主,在远场区以动能毁伤为主;单枚直径9.5 mm破片对距钢板125 mm和360 mm位置处的间隔靶毁伤容积分别可达292.7 cm^(3)和331.5 cm^(3).

关键词：钨锆铪合金破片活性材料间隔靶耦合毁伤

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战斗部舱内爆炸下舰船耦合毁伤数值计算

中国舰船研究 2022年第5期17卷 241-249,267页

作者：周沪岳学森孔祥韶郑成吴卫国武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心湖北武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

[目的]旨在研究舰船结构在战斗部舱内爆炸下的耦合毁伤效应。[方法]以带壳弹起爆试验验证SPH-FEM耦合数值方法的有效性,对实船舱段缩比模型起爆试验进行数值计算,分析战斗部舱内爆炸时破片与冲击波对舰船结构的耦合毁伤效应。[结果]结... 详细信息

[目的]旨在研究舰船结构在战斗部舱内爆炸下的耦合毁伤效应。[方法]以带壳弹起爆试验验证SPH-FEM耦合数值方法的有效性,对实船舱段缩比模型起爆试验进行数值计算,分析战斗部舱内爆炸时破片与冲击波对舰船结构的耦合毁伤效应。[结果]结果显示,在战斗部舱内爆炸作用下,金属壳体产生的随机高速破片群具有特殊的空间分布特征,率先引起当舱结构的局部破坏,冲击波压力加剧了局部破坏效应,结构破口进一步对舱内爆炸冲击波的传播扩散空间产生了影响,进而对相邻结构造成毁伤。[结论]研究表明:简单地将战斗部等效为裸装药的方法不能真实反映战斗部舱内爆炸对舰船结构的毁伤效果;采用SPHFEM耦合的数值方法能够良好地还原试验中战斗部对舱室结构的毁伤模式。

关键词：舱内爆炸载荷耦合毁伤破片冲击波数值计算方法

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爆炸冲击波与破片对RC桥的耦合毁伤研究

爆破 2016年第2期33卷 142-148页

作者：李营吴卫国朱海清李晓彬武汉理工大学交通学院武汉430063 海军装备研究院北京100161

对地导弹成为现代桥梁的重要威胁,其战斗部对桥梁的毁伤作用包括爆炸冲击波和破片群两个方面。研究了导弹战斗部爆炸特性,采用SPH-FEM方法实现了导弹战斗部爆炸、爆炸冲击波与破片耦合毁伤RC桥的全过程仿真,分析了耦合毁伤机理,对比了... 详细信息

对地导弹成为现代桥梁的重要威胁,其战斗部对桥梁的毁伤作用包括爆炸冲击波和破片群两个方面。研究了导弹战斗部爆炸特性,采用SPH-FEM方法实现了导弹战斗部爆炸、爆炸冲击波与破片耦合毁伤RC桥的全过程仿真,分析了耦合毁伤机理,对比了不同配筋率、爆炸高度等因素对桥梁耦合毁伤效果的影响。得到了以下结论:爆炸冲击波与破片耦合作用明显,耦合作用大于单独作用之和;配筋率影响吸能模式,随着配筋率的提高,桥梁吸能模式发生改变;爆炸高度影响毁伤分布明显,对"破片场"分布也有影响。

关键词：爆炸冲击波耦合毁伤数值仿真破片 RC桥

爆炸冲击波与破片联合作用下泡沫夹芯板的毁伤特性研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第2期44卷 316-320页

作者：蔡林刚杜志鹏李晓彬张磊李营海军研究院北京102401 武汉理工大学交通学院武汉430063

开展了泡沫铝板在空中爆炸冲击波与高速破片联合作用下的动态响应与毁伤实验,分析了不同爆炸距离对泡沫铝靶板穿孔分布特性、芯层毁伤特点、背板毁伤形态的影响,讨论了背板花瓣形破口的形成机理.研究表明:装药驱动预制破片一种产生爆炸... 详细信息

开展了泡沫铝板在空中爆炸冲击波与高速破片联合作用下的动态响应与毁伤实验,分析了不同爆炸距离对泡沫铝靶板穿孔分布特性、芯层毁伤特点、背板毁伤形态的影响,讨论了背板花瓣形破口的形成机理.研究表明:装药驱动预制破片一种产生爆炸冲击波和破片联合载荷的有效方法;泡沫铝夹芯板在爆炸冲击波与破片群联合作用下产生多种破坏模式,其中泡沫铝夹芯板芯层存在局部穿孔、芯层剪切、芯层与后面板的界面失效等破坏模式,背板蜂窝状孔群和花瓣开裂等不同模式;泡沫夹心板背板中心在破片较为密集的情况下易产生类似于局部接触爆炸作用时的花瓣开裂,宜选用抗拉性能较好的材料.

关键词：耦合毁伤泡沫铝夹芯板联合作用爆炸破片空中爆炸

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多电火花气泡相互作用动力学过程的实验研究

多电火花气泡相互作用动力学过程的实验研究

作者：梁文国防科技大学

学位级别：硕士

水下气泡在军事作战、化学工程、医药医疗、超声波清洁等方面都有着重要的应用,清楚认识多个气泡之间的相互作用机理,对军事和民用的多个领域都有着重要意义。本文对不同参数组合(即气泡初始距离和气泡产生时间间隔)下两到三个气泡之间... 详细信息

水下气泡在军事作战、化学工程、医药医疗、超声波清洁等方面都有着重要的应用,清楚认识多个气泡之间的相互作用机理,对军事和民用的多个领域都有着重要意义。本文对不同参数组合(即气泡初始距离和气泡产生时间间隔)下两到三个气泡之间不同相互作用类型以及耦合毁伤效果进行了实验研究。首先,介绍了自主研制的多通道可延时放电高压电源,该电源可以在水中产生多个不同大小且产生时间间隔可控的气泡。通过电压测笔、电流环、水下自由场压力传感器和高速相机对电爆炸在水中产生冲击波的机理、气泡的特性(即最大半径和脉动周期)、能量的转化率进行了研究。然后对自由场水域中不同初始距离下两个同时产生的气泡的中心间距和气泡半径随时间演化规律进行了研究,并基于多气泡相互作用理论模型对两个气泡运动过程进行了预测,得到了与实验匹配较好的结果。在气泡初始距离的基础上又进一步考虑了气泡产生时间间隔对气泡相互作用的影响。在不同的无量纲初始距离和无量纲延时时间的组合下总结了五种气泡对相互作用形式:气泡融合、失效弹射器、穿刺射流、相对运动射流和相反运动射流。对穿刺射流的产生条件进行了分析,并给出了不同参数组合下的射流速度分布云图。在两个气泡相互作用机理认识的基础上,进一步考虑了三个初始间隔相同但延时时间不同的线性排列气泡的相互作用。依据气泡产生顺序,三个气泡相互作用主要分为三类:整体表现为弹射方向相远离的两个弹射器、弹射方向相对的两个弹射器和弹射方向一致的两个弹射器。以两个气泡产生的穿刺射流为参考,发现不同延时组合下产生的第三个气泡对该射流有增强或减弱作用。最后通过铝膜的变形程度评估了不同相互作用形式下气泡的耦合毁伤能力,发现强穿刺射流可以在铝膜表面形成破孔,有着最好的毁伤效果。本文的一些实验结果对舰船毁伤,细胞膜穿刺,药物运输和结石击碎等领域有一定的参考指导意义。

关键词：气泡相互作用射流冲击波耦合毁伤