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《大连理工大学》 2010年
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受弹体冲击管道的动力响应及破裂失效研究

秦磊  
【摘要】: 工业管道用于国民生产的各个方面,受冲击管道的破裂失效研究对压力管道的设计和防护有重要意义。运用冲击动力学原理,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件结合自主开发的APDL语言,对不同弹体冲击下直管和弯管的动力响应和破裂失效进行研究。 主要工作及结论如下: (1)对受撞击管道的大变形和破坏进行了综述。从圆管的撞击损伤、正向穿透破坏、斜向穿透破坏、穿透破坏模式及内充介质和压力对圆管破坏等方面介绍了前人研究成果及存在不足,确定了论文的入手点、研究内容和技术路线。 (2)利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了受弹体冲击管道的有限元模型,并验证模型正确性。结果发现弹体冲击区域和网格密度对模拟精度有较大影响。 (3)以外径Do=114mm直管和Do=45mm弯管受不同弹体冲击破坏为例,分析了管道的穿透破坏模式和破坏过程。结果发现:弹头直径Dm=9mm半球头和90°锥头弹体穿透壁厚t=1.5mm直管,为花瓣型破坏;Dm≥27mm半球头、90°锥头和Dm≥9mm平头弹体穿透t≥1.5mm直管分别为拉伸型、撕裂型和冲塞型破坏。Dm=5mm半球头弹体穿透曲径比R/Do=2弯管为花瓣型破坏;Dm≥15mm半球头和Dm≥5mm平头、90°锥头弹体穿透弯管分别为拉伸型、冲塞型和撕裂型破坏。 (4)研究薄、厚直管外部在半球头、平头和锥头弹体侧向冲击下变形和破裂失效特性,以及临界破裂动能Er与Do、Dm、弹体长度与弹体直径比lm/Dm(弹体质量)及半锥角Ψ关系。发现在Er冲击下,薄管变形明显大于厚管;厚管破裂时间要小于薄管;Er随Do增大而减小,随lm/Dm增大而增大。半球头和平头弹体冲击下,Er随Dm增大而增大,对90°锥头弹体,Er随Dm和Ψ的增大先增大后减小。 (5)研究薄、厚弯管内部在半球头、平头和锥头弹体冲击下变形和破裂失效特性,以及Do、t/Do、Dm/t、lm/Dm、Ψ和R/Do对Er影响。发现在Er冲击下,薄管变形略大于厚管,薄管变形随R/Do增大而增大;厚管破裂时间要小于薄管;Er与Do无关,随t/Do和R/Do增大而增大。半球头弹体冲击下,Er随Dm/t和lm/Dm增大而增大;平头弹体冲击下,Er随Dm/t增大而增大,随lm/Dm增大呈稳定性变化;锥头弹体冲击下,Er随lm/Dm增大而增大,随Dm/t和Ψ的增大先增大后减小,给出了Er和Ψ拟合公式。在Dm/t和lm/Dm均变化情况下,弹体质量m起主导作用。并给出了半球头、平头和90°锥头Er与Dm/t和lm/Dm拟合公式。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG115.56

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘瑞堂,曲占元,孙兵兵;低合金钢靶板受尖头弹冲击的变形与断裂[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
2 路国运,雷建平,武勇忠,张善元;多跨薄壁压力管道侧向冲击破坏的实验研究[J];爆炸与冲击;2003年05期
3 穆建春;金属薄板在圆锥头弹体正冲击下的破裂模式[J];爆炸与冲击;2005年01期
4 穆建春,张铁光;薄壁金属圆管在钝圆锥头弹体正冲击及斜冲击下破裂的实验研究[J];固体力学学报;2000年01期
5 程国强,雷建平,张善元;经受侧向撞击圆管的大变形分析[J];固体力学学报;2000年01期
6 路国运,雷建平,张善元;充水压力管道受弹体冲击破坏的实验研究[J];固体力学学报;2004年03期
7 武勇忠,路国运,雷建平,张善元;压力管道受平头弹体侧向冲击破坏的实验研究[J];科学技术与工程;2003年01期
8 张善元,路国运,程国强,雷建平;圆管及内充压力介质管道撞击大变形与破坏[J];力学进展;2004年01期
9 路国运,秦庆华,雷建平,张善元;厚壁压力管道侧向冲击破坏的实验研究[J];实验力学;2004年03期
10 周丽军,孙奇涵,门长峰,张善元;自由圆管在横向冲击载荷下的动力学行为研究[J];天津工程师范学院学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 路国运;充水压力管道受弹体侧向冲击动力响应及穿透破坏研究[D];太原理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 武勇忠;多跨结构压力管道侧向冲击破坏的实验研究与计算机模拟[D];太原理工大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Oblique perforation of thick metallic plates by rigid projectiles[J];Acta Mechanica Sinica;2006年04期
2 岳平,蔡雪玲,魏传忠;薄装甲倾角效应研究[J];兵器材料科学与工程;1989年06期
3 徐光磊;阮文俊;王浩;杨庆平;陈涛;石杏喜;;含钢内衬增强纤维缠绕筒横向抗冲击性能研究[J];兵器材料科学与工程;2010年05期
4 陈小伟,李维,宋成;细长尖头刚性弹对金属靶板的斜侵彻/穿甲分析[J];爆炸与冲击;2005年05期
5 丁红岩;乐丛欢;张浦阳;;双层立管在船舶撞击作用下结构行为分析[J];船舶力学;2010年08期
6 陈刚;陈忠富;张方举;徐艾民;何鹏;;截锥形弹体侵彻薄靶板实验研究[J];弹箭与制导学报;2005年SD期
7 刘敏杰;王银邦;梅宁;;含损伤缺陷悬臂梁的应力求解[J];工程力学;2010年03期
8 宋花平;张娅;孙鹏;夏宁;;装配式输油管线的抗碾压能力分析[J];管道技术与设备;2010年05期
9 李延峰;盛选禹;;基于CATIA建模的子弹冲击钢靶分析[J];国防科技;2011年02期
10 黄伟;项林;杨钢锋;何志坚;;基于ANSYS的汽车前桥结构强度实体建模[J];装备制造技术;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张善元;李芙蓉;;充水压力管道撞击穿透破坏实验研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
2 胡浩军;狄先均;李家泰;李强;王元汉;;隧道逃生管道设计中的圆管冲击计算[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年
3 王琮;赵冬岩;罗超;;基于概率的锚泊撞击对海底管道埋深影响分析[A];2010年度海洋工程学术会议论文集[C];2010年
4 周日海;徐荣辰;曹晔;翟辉;;空调底板强度的模拟与实验研究[A];第二届中国制冷空调专业产学研论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 乐丛欢;海洋平台基于结构碰撞损伤的风险评估[D];天津大学;2010年
3 刘会霞;激光驱动飞片加载金属箔板间接冲击微成形研究[D];江苏大学;2011年
4 杨春政;典型微合金化钢板坯角部横裂纹产生机理与倒角结晶器技术研究[D];上海大学;2011年
5 路国运;充水压力管道受弹体侧向冲击动力响应及穿透破坏研究[D];太原理工大学;2004年
6 顾红军;爆炸及冲击载荷下多排圆柱壳的结构响应[D];南京理工大学;2003年
7 陈刚;半穿甲战斗部弹体穿甲效应数值模拟与实验研究[D];中国工程物理研究院;2006年
8 王蕊;钢管混凝土结构构件在侧向撞击下动力响应及其损伤破坏的研究[D];太原理工大学;2008年
9 文立阁;灭茬刀辊仿生减阻研究[D];吉林大学;2009年
10 孙炜海;锥头弹丸正撞击下金属靶板破坏模式的理论和数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马雷雷;三维机织正交结构复合材料抗冲击性能及其有限元分析[D];浙江理工大学;2010年
2 余世超;多片内圆切片机的研究[D];华东理工大学;2011年
3 孟超莹;瓦楞形状对瓦楞纸板力学性能的影响分析[D];武汉理工大学;2010年
4 张平;起重机回转支承建模方法与有限元分析的研究[D];中南林业科技大学;2008年
5 周俊;液压模块组合挂车装载问题研究及数字化平台开发[D];武汉理工大学;2011年
6 邓小禾;液压模块式组合挂车转向系统结构设计分析及数字化平台开发[D];武汉理工大学;2011年
7 仲济涛;ANSYS与MSC.ADAMS联合仿真在斜拉立体桁架结构中的应用[D];河北工程大学;2011年
8 王卓;二维超音速扩散对称流动实验用锥形盘零件工艺仿真与检测技术研究[D];武汉科技大学;2011年
9 王硕;作业机辅助解卡技术研究[D];东北石油大学;2011年
10 张伟;高空作业车举升执行机构机电液一体化仿真[D];重庆交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 穆建春,张铁光;刚塑性自由梁中部在横向冲击下的初始变形模式[J];爆炸与冲击;2000年01期
2 穆建春,乔志宏,张依芬,张铁光;自由梁中部在平头子弹横向正冲击下的穿透及变形[J];爆炸与冲击;2000年03期
3 路国运,雷建平,武勇忠,张善元;多跨薄壁压力管道侧向冲击破坏的实验研究[J];爆炸与冲击;2003年05期
4 席丰,杨嘉陵,郑晓宁,金志刚;自由梁受集中质量横向撞击的刚-塑性动力响应[J];爆炸与冲击;1998年01期
5 孙韬,冯顺山;自由圆柱壳体在侧向非对称脉冲载荷下的塑性破坏[J];爆炸与冲击;1998年02期
6 杜庆华,吴有生,冯振兴;流固耦合振动问题的某些工程处理方法[J];固体力学学报;1988年01期
7 穆建春,张铁光;薄壁金属圆管在钝圆锥头弹体正冲击及斜冲击下破裂的实验研究[J];固体力学学报;2000年01期
8 程国强,雷建平,张善元;经受侧向撞击圆管的大变形分析[J];固体力学学报;2000年01期
9 武勇忠,路国运,雷建平,张善元;压力管道受平头弹体侧向冲击破坏的实验研究[J];科学技术与工程;2003年01期
10 陈铁云,朱正宏;海洋平台碰撞和损伤分析的进展[J];力学进展;1989年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 武勇忠;多跨结构压力管道侧向冲击破坏的实验研究与计算机模拟[D];太原理工大学;2002年
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中国期刊全文数据库 前10条
1 张国忠;戚靖洋;;液垫式冲击锤撞击过程的动力响应[J];矿山机械;1990年01期
2 洪明,陈浩然,寇长河;T300/QY8911复合材料层合板梁动力响应试验研究[J];玻璃钢/复合材料;2000年05期
3 王俊平,陈宝心;爆破地震波作用下建筑物的动力响应分析方法[J];西部探矿工程;2005年09期
4 刘向峰;于永江;梁鑫;;地震波频率对巷道围岩动力响应的影响[J];辽宁工程技术大学学报;2006年04期
5 徐晓;严波;陈将;赵勋亚;;钢水罐回转台受包冲击系数研究[J];重型机械;2008年03期
6 姜袁;;结构动力响应预测的神经网络技术[J];水电科技进展;2003年01期
7 王蔓;陈浩然;白瑞祥;程菲菲;;简谐激励下复合材料加筋板的基体微裂纹损伤演化[J];复合材料学报;2007年01期
8 姜彤;马瑾;许兵;;基于加卸载响应比理论的边坡动力稳定分析方法[J];岩石力学与工程学报;2007年03期
9 马军庆;姜鹏飞;;基于MATLAB的结构动力响应分析方法[J];西部探矿工程;2007年04期
10 王斌;;冲击地压发生机制的时变动力学分析[J];矿业工程研究;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 路国运;张善元;杨嘉陵;;金属圆管受强烈撞击时的动力响应及失效[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
2 徐榜;高原文;;脉冲磁场下导电圆板的耦合振动分析[A];现代数学和力学(MMM-XI):第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年
3 张旭红;王志华;赵隆茂;;爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板动力响应实验研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
4 姚小虎;韩强;;战斗机风挡鸟撞击实验研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 刘宁;朱维申;;动荷载作用下的混凝土的混沌响应分析[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
6 陈建功;张永兴;;锚杆系统低应变动力响应的数值模拟分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 谢洪阳;王元汉;;双参数地基上弹性板的动力分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 张宇辉;张献民;;飞机滑行道桥健康状况动静载力学分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
9 张洪忱;李忠平;王全胜;钱展芃;;两种新型高抗力拱形结构的动力分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
10 白兴兰;黄维平;;海床土刚度对钢悬链线立管触地点动力响应的影响分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 黄克忠;没有规矩,不成方圆[N];中国文物报;2009年
2 记者 王彦民 通讯员 靳丹;变电站隔震技术研究项目通过鉴定[N];国家电网报;2009年
3 杨国胜;西南院两项成果通过验收[N];西南电力报;2008年
4 本报记者 傅洛炜;确保高速列车安全通过桥梁[N];人民铁道;2010年
5 邢佰英;基本药物制度落实重在公立医院改革[N];中国高新技术产业导报;2009年
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1 孙波;交通荷载作用下软土地基的动力响应和长期沉降研究[D];浙江大学;2013年
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3 陈小波;近海风机结构体系环境荷载及动力响应研究[D];大连理工大学;2011年
4 王蒂;大跨径悬索桥爆破地震动力响应研究[D];长安大学;2011年
5 马建军;土—细长结构物相互作用的非线性动力学研究[D];湖南大学;2013年
6 刘德军;风—列车—线路—桥梁系统耦合振动研究[D];西南交通大学;2010年
7 彭英;冲击载荷下加筋板结构的非线性动力响应及屈曲研究[D];武汉理工大学;2007年
8 胡白香;磁流变液夹层梁的动力学研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 廖利;直线电机轮轨交通系统车辆—道岔空间耦合动力学特性的研究[D];北京交通大学;2009年
10 吴杰;区间参数结构的动力优化[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祝振宇;大直径圆筒防波堤在冲击荷载下的动力响应[D];天津大学;2003年
2 李静;钢管混凝土短柱轴向冲击的试验研究与仿真分析[D];太原理工大学;2005年
3 田子谦;桥墩基础在海浪作用下的动力响应研究[D];华中科技大学;2005年
4 樊敏敏;不同锚固方式下楼顶钢塔的动力性能分析[D];同济大学;2006年
5 冯波;大型坝后式电站厂房动力特性及动力监测研究[D];河海大学;2006年
6 李丹;广州洲头咀沉管隧道接头影响的动力分析[D];暨南大学;2006年
7 张策萍;基于BP神经网络的移动荷载识别方法研究[D];浙江大学;2007年
8 刘勇;水平与竖向地震激励下储液罐的动力分析[D];浙江大学;2007年
9 李昕;基于神经网络的悬臂式挡墙模态参数识别[D];重庆大学;2009年
10 王国波;移动荷载作用下地基土动力响应计算方法的研究[D];武汉理工大学;2003年
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