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配筋对超高性能混凝土抗爆性能的影响

工程力学 2023年第S1期40卷 98-107页

作者：陈龙明李述涛陈叶青朱擎军事科学院国防工程研究院北京100036

爆炸荷载作用下,超高性能混凝土(UHPC)防护结构的内部配筋形式对抗爆性能具有显著影响。该文利用数值方法研究不同配筋形式对超高性能钢筋混凝土抗爆性能的影响。使用试验结果验证数值建模方法和材料参数的可靠性,建立32个不同钢筋直径... 详细信息

爆炸荷载作用下,超高性能混凝土(UHPC)防护结构的内部配筋形式对抗爆性能具有显著影响。该文利用数值方法研究不同配筋形式对超高性能钢筋混凝土抗爆性能的影响。使用试验结果验证数值建模方法和材料参数的可靠性,建立32个不同钢筋直径和间距的炸药-空气-UHPC-钢筋数值模型,通过分析结构的局部破坏和背爆面位移,给出近爆作用下不同配筋形式的超高性能钢筋混凝土结构抗爆特性。研究表明:不同配筋率下,钢筋-UHPC结构的动态损伤规律具有相似性;配筋率相同时,钢筋直径是影响结构抗爆性能的主要因素。局部加载时,采用细钢筋的UHPC结构抗爆性能优于粗钢筋,其中均匀布筋效果最优。而整体加载时,不同配筋方式的UHPC结构损伤差异较小。

关键词：超高性能混凝土爆炸钢筋直径钢筋间距配筋率

超高性能混凝土临空板接触爆炸破坏效应实验研究

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爆炸与冲击 2022年第4期42卷 53-60页

作者：魏久淇李磊王世合张春晓曹少华高杰军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南省特种防护材料重点实验室河南洛阳471023 河南东骏建材科技有限公司河南信阳464200

为了研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的抗接触爆炸性能,开展了C120、C150和C180等3种强度等级共24块UHPC临空板的接触爆炸实验,定量分析了不同药量时典型配筋与不配筋靶板的局部破坏特征,得到了UHPC的爆炸临... 详细信息

为了研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的抗接触爆炸性能,开展了C120、C150和C180等3种强度等级共24块UHPC临空板的接触爆炸实验,定量分析了不同药量时典型配筋与不配筋靶板的局部破坏特征,得到了UHPC的爆炸临界震塌系数、压缩系数和成坑系数。结果表明:相同药量下,UHPC板的正面破坏程度随材料强度的提升而减轻;强度越高,爆炸成坑系数和压缩系数越小,抗爆性能越好;配筋率较低时,钢筋对UHPC板正面爆坑尺寸及背面震塌破坏程度影响较小,但对板的整体变形起到了一定的减轻作用,能够减小板底的剩余挠度和裂缝宽度;C150靶板的爆炸临界震塌系数最小,不大于0.251 m/kg^(1/3),C120和C180靶板的爆炸临界震塌系数相近,不大于0.285 m/kg1/3。在设计、使用纤维含量较高的大尺寸UHPC构件时,应特别关注由纤维分布方向性引起的材料各向异性和结构力学性能的变化。

关键词：超高性能混凝土接触爆炸局部破坏临界震塌压缩破坏

考虑晶体取向的AlCoCrFeNi高熵合金动态力学性能研究

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爆炸与冲击 2023年

作者：陈嘉琳李述涛陈叶青军事科学院国防工程研究院

鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy， HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能，其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释，需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制，为优... 详细信息

鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy， HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能，其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释，需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制，为优化HEA防护材料的加工工艺、制备方法等提供参考，利用分子动力学模拟的方法，设计了[100]、[110]和[111]等3种取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金在不同应变率下的压缩、拉伸及冲击试验，分析了动态响应过程中原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制。压缩试验中：[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高，[111]的次之，[100]的最低；[100]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金主要的变形机制为孪晶变形，[110]的为滑移变形，[111]的为位错变形。拉伸试验中：[111]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高，[100]的次之，[110]的最低；[100]取向结构Al0.3CoCrFeNi高熵合金拉伸过程中孪晶结构较多，[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金产生较规则的密排六方结构滑移面，[111]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金不会产生任何滑移面。随着应变率的升高，3种取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金压缩和拉伸屈服强度均大幅度提高，对应伸长量增大。较低应变率(1×109s-1)下的塑性变形机制主要为滑移变形，但滑移系较少；中应变率(1×1010s-1)下的塑性变形机制是以滑移为主的变形机制，但滑移系较多；高应变率(1×1011s-1)下的塑性变形机制是由原子排列无序化的非晶原子诱导的变形。[110]取向结构的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的抗冲击性能最好，与其具有最高的屈服强度，并且在屈服结束阶段，也能保持最高的应力有关。

关键词：晶体取向高熵合金变形机制微观演变分子动力学

水下近距和接触爆炸载荷作用下板架结构动态响应机理

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兵工学报 2023年第4期44卷 1050-1061页

作者：沈超张磊周章涛刘建湖中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023

以某型水面舰船防护结构的膨胀舱为原型设计板架试验模型,依药量和爆距不同进行7个工况的水下近距和接触爆炸试验。采用光子多普勒测速系统测量模型典型位置的速度时程,收集试验产生的飞片,并对试验后板架的破口形态进行记录。结合数值... 详细信息

以某型水面舰船防护结构的膨胀舱为原型设计板架试验模型,依药量和爆距不同进行7个工况的水下近距和接触爆炸试验。采用光子多普勒测速系统测量模型典型位置的速度时程,收集试验产生的飞片,并对试验后板架的破口形态进行记录。结合数值方法对试验结果进行对比分析,验证试验结果的一般性及数值计算方法的准确性。根据试验和数值计算结果对水下近距和接触爆炸载荷作用下板架结构动态响应开展研究。研究结果表明:板架结构容易在加强筋、隔板处发生剪切或撕裂破坏形成飞片,飞片的形成与药量、爆距、板架的结构形式均有密切关系;爆炸载荷驱动下板面上各点速度以爆心投影点为中心沿板面向外呈指数衰减趋势;当爆距大于2倍装药半径后,不同药量在相同的距径比下,板架结构上正入射点处速度峰值基本相当。

关键词：板架结构水下近距和接触爆炸爆炸载荷动态响应

地面和埋置爆炸土中地冲击作用分区数值模拟及试验研究

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爆炸与冲击 2022年第8期42卷 1-19页

作者：刘琦翟超辰张跃飞曲建波吴祥云湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023

为研究爆炸条件下土中应力波的时空分布,基于黄土中接触爆炸和半埋爆炸试验,验证了ANSYS/AUTODYN软件建立的计算模型,并在此基础上开展了土中爆炸地冲击效应研究。结果表明:随着土介质深度的增加,感生地冲击峰值减小,而直接地冲击峰值增... 详细信息

为研究爆炸条件下土中应力波的时空分布,基于黄土中接触爆炸和半埋爆炸试验,验证了ANSYS/AUTODYN软件建立的计算模型,并在此基础上开展了土中爆炸地冲击效应研究。结果表明:随着土介质深度的增加,感生地冲击峰值减小,而直接地冲击峰值增大,最终,压力和竖向应力时程曲线中的2个峰值减少为1个峰值,据此特征可将土中应力波场分为3个区域,即地表区、近地表区和中心区;当装药比例埋深为−0.05~0.075 m/kg^(1/3)时,随着装药比例埋深的增大,中心区迅速扩大,地表区迅速缩小,近地表区逐渐扩大;当装药比例埋深为0.1~0.4 m/kg^(1/3)时,地冲击作用区的分布趋于稳定;爆炸耦合进入空气和土介质中的动能受炸药类型影响,但在一定范围内,地冲击作用区角度与地面空气冲击波超压冲量和直接地冲击应力冲量之比呈线性相关关系。

关键词：地面爆炸埋置爆炸直接地冲击感生地冲击地冲击作用分区

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基于弹靶斜碰的跳弹轨迹预测模型研究

兵器装备工程学报 2023年第3期44卷 131-136页

作者：吴应祥秦有权卢云柯军事科学院国防工程研究院北京100039

针对弹靶斜碰这一实弹训练或弹药侵彻试验研究中常见的工况,及其可能造成的跳弹安全防护难题,提出了弹靶斜碰跳弹轨迹预测模型。利用该模型可科学预测弹靶斜碰过程中,弹靶一次或多次碰撞位置以及弹体碰撞后的运动轨迹,对制定跳弹安全防... 详细信息

针对弹靶斜碰这一实弹训练或弹药侵彻试验研究中常见的工况,及其可能造成的跳弹安全防护难题,提出了弹靶斜碰跳弹轨迹预测模型。利用该模型可科学预测弹靶斜碰过程中,弹靶一次或多次碰撞位置以及弹体碰撞后的运动轨迹,对制定跳弹安全防护措施,避免事故的发生具有非常重要的意义,同时还可为防护工程中偏航结构的设计和优化提供理论依据。通过30 mm口径试验弹体与90 mm厚45号钢靶的斜撞试验验证,轨迹预测模型给出的弹体二次撞击落点与试验落点最大误差3.14%,符合工程实际应用要求。

关键词：弹靶斜碰跳弹碰撞模型运动轨迹轨迹预测

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建强科技创新体系推动人民防空高质量发展

中国人民防空 2023年第8期 14-16页

作者：高永红李麟王巍郭彦朋军事科学院国防工程研究院工程防护研究所

人防是一个复杂的大系统,科技创新对于推动人防高质量发展具有重要作用。在深化人防管理体制改革的过程中,要准确把握人防科技创新的内在需求,深入剖析人防科技创新面临的困难挑战,探索人防科技创新体系重塑的方法路径,不断提高人防科... 详细信息

人防是一个复杂的大系统,科技创新对于推动人防高质量发展具有重要作用。在深化人防管理体制改革的过程中,要准确把握人防科技创新的内在需求,深入剖析人防科技创新面临的困难挑战,探索人防科技创新体系重塑的方法路径,不断提高人防科技创新能力,推动人民防空高质量发展。

关键词：科技创新体系科技创新能力内在需求人防方法路径管理体制改革深入剖析面临的困难

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爆炸波致颅脑损伤力学机制与防护综述

兵工学报 2022年第2期43卷 467-480页

作者：蔡志华贺葳汪剑辉王幸张磊湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023

爆炸波致颅脑损伤是新战争模式下单兵的主要致伤形式,特别是在近年来频繁发生的恐怖袭击和爆炸安全事故中,越来越多的平民遭受着这种创伤的痛苦。迄今国内外学者已开展了爆炸波致颅脑损伤的研究,但其致伤机制、损伤阈值、防护技术和损... 详细信息

爆炸波致颅脑损伤是新战争模式下单兵的主要致伤形式,特别是在近年来频繁发生的恐怖袭击和爆炸安全事故中,越来越多的平民遭受着这种创伤的痛苦。迄今国内外学者已开展了爆炸波致颅脑损伤的研究,但其致伤机制、损伤阈值、防护技术和损伤评估技术等尚未完全阐明。在广泛调研国内外最新研究动态的基础上,结合团队多年来在武器毁伤与防护领域的研究工作,对爆炸波的产生、造成的颅脑损伤类型及其病理特征、研究方法、致伤机制、损伤阈值和防护方法等6个方面进行了综述,重点分析了研究现状和热点、存在的主要问题和未来研究方向。

关键词：爆炸波颅脑损伤力学机制防护

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复杂环境城市地下空间设计施工与应用

中国科技成果 2023年第4期24卷 39-41页

作者：刘飞高永红李欢秋吴爱民欧阳科峰王巍郭彦朋军事科学院国防工程研究院北京100850 军事科学院国防工程研究院工程防护研究所河南洛阳471023

地下空间是新时代城市发展和国防安全的重要战略空间。在城市繁华区开发地下空间面临平战结合衔接难、近接施工安全控制难、施工条件保障难、防护能力提升难等问题。本文瞄准复杂环境城市地下空间开发建设函需解决的问题,系统研究城市... 详细信息

地下空间是新时代城市发展和国防安全的重要战略空间。在城市繁华区开发地下空间面临平战结合衔接难、近接施工安全控制难、施工条件保障难、防护能力提升难等问题。本文瞄准复杂环境城市地下空间开发建设函需解决的问题,系统研究城市地下空间规划、设计、施工关键技术,在地下空间规划布局、结构一体化、盖挖全逆作、超浅埋暗挖、抗爆防护等5个方面取得突破,并进行了大量成功应用,获2021年度河南省科学技术进步奖一等奖。

关键词：城市地下空间设计施工防护