收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空中炸药爆炸后冲击波传播及球壳动力不稳定性数值分析

周稳  
【摘要】:随着科学技术的发展,爆炸在国防工业、国民经济建设中应用愈来愈广泛,近年来,各类建筑结构与工业产品在爆炸载荷作用下动力响应已经越来越受到人们的重视,结构的动态响应也是固体力学领域内一个重要的内容。结构的反直观现象是一种特殊的动力响应,即结构受瞬时强动载荷作用时,其最终的变形与载荷作用方向相反。 自从20世纪80年代著名学者P. S. Symonds等在研究冲击载荷作用下两端铰支梁的动力响应时发现了反直观现象后,愈来愈多的科技人员给予了关注并进行了相关的研究,在脉冲载荷,弹体冲击,爆炸载荷等方式作用下结构都可能出现反直观现象,这在数值模拟与实验中都得到了证实。在相关研究中,人们很少考虑炸药形状对爆炸冲击波的影响,球壳在爆炸载荷下反直观响应也是研究甚少。 本文首先对结构反直观行为与近年来关于爆炸方面的模拟情况进行了综述,描述了爆炸过程中的物理化学现象,介绍了任意拉格朗日与欧拉(ALE)算法特点。运用数值模拟的方法做了以下工作: 1、对比了爆炸冲击波超压峰值的几个经验公式,在比距离Z较大时,数值模拟与经验公式比较符合。对几种形状炸药在空气中起爆后爆炸冲击波传播进行了数值模拟,对比了几种形状炸药起爆后传播特性以及在两个垂直方向超压峰值,炸药起爆后在较大表面的法线方向具有较大的冲量且传播速度较快。 2、研究了相同质量的几种形状炸药起爆后对球壳的动力响应,得到了各种形状炸药起爆后产生的超压峰值与冲量,同等质量的炸药,长方体炸药产生的产生冲量与超压峰值最大,球体炸药产生的最小,这与文献给出实验结果是一致的。 3、运用ALE流固耦合方法对炸药起爆后球壳动力响应进行了数值模拟,得到了球壳在爆炸载荷下产生反直观现象的爆心距区域。数值模拟结果表明,球壳的矢高与壳厚对反直观影响较大。给出了炸药起爆后爆轰产物的扩散示意图,研究了空气中的超压分布。对比了球壳附近某些点的压力时程曲线,球壳前方区域会出现两次峰值,可以得到球壳对爆炸冲击波有反射作用。 本文最后分别从动态内力耦合,塑性变形,能量转换等方面说明了产生反直观现象的特点,阐释了球壳产生反直观现象的机理。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张柱;栾广博;宁建国;;爆炸载荷作用下锥形飞片的平面度研究[J];高压物理学报;2011年03期
2 朱哲明;李元鑫;周志荣;冉旭;金昕星;;爆炸荷载下缺陷岩体的动态响应[J];岩石力学与工程学报;2011年06期
3 曹红松;张会锁;王少华;;爆炸载荷模型在爆炸容器强度设计中的应用[J];中北大学学报(自然科学版);2011年04期
4 孟阳;文鹤鸣;;钢筋混凝土靶板在弹丸冲击及爆炸载荷下响应的数值模拟[J];高压物理学报;2011年04期
5 成凤生;宋浦;顾晓辉;年岗;曾星星;;TNT装药爆炸波在刚性平面上方传播反射的数值研究[J];爆破器材;2011年04期
6 周留成;李应红;何卫锋;周磊;陈东林;;激光冲击强化数值计算中的光滑粒子法[J];中国激光;2011年08期
7 赵跃堂;林家炜;石磊;;冲击荷载作用下层裂问题研究[J];岩土力学;2011年S2期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王等旺;秦学军;刘文祥;王惠;唐仕英;;内部爆炸载荷下20#钢柱壳破坏规律研究[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
2 刘泳;汪海英;丁雁生;陈力;;水泥在爆炸载荷作用下损伤破坏行为的模拟[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
3 鲁晓兵;郭易圆;李世海;;DEM在爆炸载荷下混凝土坝体响应的应用[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
4 程鹏;宋彦琦;;爆炸载荷在岩石介质中传播特性数值分析[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 梁斌;陈忠富;卢永刚;陈小伟;;爆炸载荷对混凝土毁伤效应分析[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
6 任业军;李磊;;SPH方法在高速碰撞冲击波传播中的应用研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
7 赵隆茂;王志华;卢国兴;朱峰;;爆炸载荷下固支矩形蜂窝铝夹芯板的动力响应[A];中国数学力学物理学高新技术交叉研究学会第十二届学术年会论文集[C];2008年
8 绪梅;王良厚;董江涛;;重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 绪梅;王良厚;董江涛;;重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(2)[C];2008年
10 李金柱;;爆炸载荷作用下防爆活门安全性数值模拟研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何建;大型非对称浮体结构整体破坏分析[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 司荣军;矿井瓦斯煤尘爆炸传播规律研究[D];山东科技大学;2007年
3 邓贵德;离散多层爆炸容器内爆载荷和抗爆特性研究[D];浙江大学;2008年
4 高重阳;内部爆炸载荷下柱壳结构破裂问题的研究[D];清华大学;2000年
5 饶国宁;爆炸能量输出特性及爆炸波与目标作用的研究[D];南京理工大学;2007年
6 徐双喜;大型水面舰船舷侧复合多层防护结构研究[D];武汉理工大学;2010年
7 张婧;舰船结构在爆炸作用下的非线性响应及可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 尹群;水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 敬霖;强动载荷作用下泡沫金属夹芯壳结构的动力学行为及其失效机理研究[D];太原理工大学;2012年
10 杨文山;水下接触爆炸舰船局部毁伤及防护机理[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李建阳;爆炸载荷下水中混凝土损伤破坏规律研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 周稳;空中炸药爆炸后冲击波传播及球壳动力不稳定性数值分析[D];太原理工大学;2010年
3 李文贺;舰船水下爆炸冲击波载荷作用下动力响应研究[D];大连理工大学;2009年
4 孔祥韶;大型水面舰艇舷侧防护结构内爆的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2009年
5 张婧;接触爆炸载荷作用下舰船板壳结构破坏分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
6 关胜宇;船舶结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究[D];大连理工大学;2008年
7 苏欣;厦门海域水下爆破冲击波监测与传播特性分析[D];厦门大学;2007年
8 肖望;危险源辨识中隧道内炸药爆炸事故后果分析[D];长江科学院;2010年
9 吴迪;非接触爆炸冲击波作用下船体结构响应研究[D];上海交通大学;2007年
10 曲海富;海洋工程防爆墙结构有限元分析[D];天津大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 王辉东;揭开浅层水中爆炸的奥秘[N];科技日报;2001年
2 特约通讯员 王辉东;揭开浅层水中爆炸奥秘[N];解放军报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978