2016年 36卷 第5期
2016, 36(5): 577-582.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0577-06
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摘要:
通过实验和三维数值模拟研究了爆轰波在环形管道内的传播。实验采用烟迹板记录了爆轰波的胞格结构。数值模拟基于带化学反应的三维Euler方程，采用五阶精度的WENO格式捕捉激波，采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta法处理时间项，并结合并行技术，对爆轰波的传播进行了数值研究。结果表明，环形管道外壁为收敛壁面，由于其对流场的压缩效应，外壁面及附近的胞格较小，且较均匀。而内壁为发散壁面，其对流场起稀疏效应，内壁面及附近的胞格较大，且呈周期性变化。同时, 不同壁面的胞格结构均出现了拍波(slapping wave)，其形状呈弯曲的折线。
通过实验和三维数值模拟研究了爆轰波在环形管道内的传播。实验采用烟迹板记录了爆轰波的胞格结构。数值模拟基于带化学反应的三维Euler方程，采用五阶精度的WENO格式捕捉激波，采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta法处理时间项，并结合并行技术，对爆轰波的传播进行了数值研究。结果表明，环形管道外壁为收敛壁面，由于其对流场的压缩效应，外壁面及附近的胞格较小，且较均匀。而内壁为发散壁面，其对流场起稀疏效应，内壁面及附近的胞格较大，且呈周期性变化。同时, 不同壁面的胞格结构均出现了拍波(slapping wave)，其形状呈弯曲的折线。
2016, 36(5): 583-589.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0583-07
摘要:
考虑到金属柱壳膨胀过程中随机裂纹萌生对测试结果的可能干扰，设计了预置有中心穿透圆孔的柱壳样品，采用多普勒光纤探针测量系统获得了柱壳外壁更优的径向速度历史。基于膨胀柱壳实验中固有的非恒定应变率现象，研究了获得恒定应变率下本构方程的方法，并采用改进后的本构方程确定方法，获得了20钢恒定应变率下的应力应变关系。
考虑到金属柱壳膨胀过程中随机裂纹萌生对测试结果的可能干扰，设计了预置有中心穿透圆孔的柱壳样品，采用多普勒光纤探针测量系统获得了柱壳外壁更优的径向速度历史。基于膨胀柱壳实验中固有的非恒定应变率现象，研究了获得恒定应变率下本构方程的方法，并采用改进后的本构方程确定方法，获得了20钢恒定应变率下的应力应变关系。
2016, 36(5): 590-595.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0590-06
摘要:
爆轰加载下金属飞片缝隙处会有射流产生，金属缝隙射流的喷射速度可达数千米/秒，而其射流线密度只有几个mg/cm量级。采用高速摄影以及脉冲软X光照相方法对缝隙射流进行了动态观测和(半)定量测量，通过不同条件下的系列实验获得了金属射流喷射特性和射流质量随飞片材料、加载压力、缝隙宽度以及加载方式等的变化规律，通过实验数据分析拟合，初步给出了射流质量随各影响因素变化的经验型定标率模型。
爆轰加载下金属飞片缝隙处会有射流产生，金属缝隙射流的喷射速度可达数千米/秒，而其射流线密度只有几个mg/cm量级。采用高速摄影以及脉冲软X光照相方法对缝隙射流进行了动态观测和(半)定量测量，通过不同条件下的系列实验获得了金属射流喷射特性和射流质量随飞片材料、加载压力、缝隙宽度以及加载方式等的变化规律，通过实验数据分析拟合，初步给出了射流质量随各影响因素变化的经验型定标率模型。
2016, 36(5): 596-602.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0596-07
摘要:
针对强动载作用下延性金属的层裂问题，在分析孔洞之间几何关联的基础上，定义了一个新的耦合损伤及孔洞几何信息的孔洞汇合判定方法，同时，基于能量守恒原理，解析了孔洞汇合对损伤快速增长影响的物理机理.通过分析数值计算结果和对比相关文献的实验可知：孔洞汇合后不仅引起损伤增长，而且导致了损伤材料内部微孔洞数目的减少、孔洞平均尺寸的增加。
针对强动载作用下延性金属的层裂问题，在分析孔洞之间几何关联的基础上，定义了一个新的耦合损伤及孔洞几何信息的孔洞汇合判定方法，同时，基于能量守恒原理，解析了孔洞汇合对损伤快速增长影响的物理机理.通过分析数值计算结果和对比相关文献的实验可知：孔洞汇合后不仅引起损伤增长，而且导致了损伤材料内部微孔洞数目的减少、孔洞平均尺寸的增加。
2016, 36(5): 603-610.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0603-08
摘要:
通过CE/SE方法模拟了空气中炸药-铝粉尘的两相爆轰过程, 研究了双粉尘爆轰过程中粒子不同密度对爆轰波速度、压力的影响, 得到密度与波速、爆压间的线性关系。模拟得到悬浮粉尘在复杂通道中的爆轰波传播过程, 研究了双粉尘爆轰的流场演化过程, 选取流场中的一些点对该处流场的压力及温度随时间的变化进行重点研究, 对比了单铝粉尘在同种条件下的爆轰过程, 发现双粉尘爆轰明显提高了爆轰波波速和流场的压力及温度。模拟结果表明CE/SE方法可以成功模拟双粉尘的爆轰过程, 可为多粉尘爆轰的研究提供参考。
通过CE/SE方法模拟了空气中炸药-铝粉尘的两相爆轰过程, 研究了双粉尘爆轰过程中粒子不同密度对爆轰波速度、压力的影响, 得到密度与波速、爆压间的线性关系。模拟得到悬浮粉尘在复杂通道中的爆轰波传播过程, 研究了双粉尘爆轰的流场演化过程, 选取流场中的一些点对该处流场的压力及温度随时间的变化进行重点研究, 对比了单铝粉尘在同种条件下的爆轰过程, 发现双粉尘爆轰明显提高了爆轰波波速和流场的压力及温度。模拟结果表明CE/SE方法可以成功模拟双粉尘的爆轰过程, 可为多粉尘爆轰的研究提供参考。
2016, 36(5): 611-616.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0611-06
摘要:
为了研究弹丸起爆后岩土碎屑的抛掷特性, 针对爆炸后侵彻通道内复杂的气固两相流动问题，提出了一种FLUENT软件与EDEM软件联合的数值模拟方案，分析了不同深径比条件下钻地通道内介质碎屑的抛掷过程。进一步研究了介质碎屑运移特性的影响因素。结果表明：介质碎屑的运移能力与爆炸荷载峰值成正比，与钻地通道深径比及碎屑粒径成反比。
为了研究弹丸起爆后岩土碎屑的抛掷特性, 针对爆炸后侵彻通道内复杂的气固两相流动问题，提出了一种FLUENT软件与EDEM软件联合的数值模拟方案，分析了不同深径比条件下钻地通道内介质碎屑的抛掷过程。进一步研究了介质碎屑运移特性的影响因素。结果表明：介质碎屑的运移能力与爆炸荷载峰值成正比，与钻地通道深径比及碎屑粒径成反比。
2016, 36(5): 617-624.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0617-08
摘要:
为了研究水下近爆载荷作用下舰艇水下结构的动态变形及失效毁伤模式，利用水下爆炸冲击波等效加载装置结合高速摄影技术，对两种厚度的气背固支5A06铝合金圆板进行了水下冲击波加载实验。得到了气背固支圆板塑性大变形、中心拉伸撕裂和边界剪切破坏3种典型失效模式的动态响应历程。比较分析了冲击波强度、冲击因子、损伤参数和响应参数4种毁伤判据对该类靶板毁伤模式的判别能力。实验结果表明：考虑了结构因素的损伤参数和响应参数能够更为全面的判别结构的失效毁伤情况。
为了研究水下近爆载荷作用下舰艇水下结构的动态变形及失效毁伤模式，利用水下爆炸冲击波等效加载装置结合高速摄影技术，对两种厚度的气背固支5A06铝合金圆板进行了水下冲击波加载实验。得到了气背固支圆板塑性大变形、中心拉伸撕裂和边界剪切破坏3种典型失效模式的动态响应历程。比较分析了冲击波强度、冲击因子、损伤参数和响应参数4种毁伤判据对该类靶板毁伤模式的判别能力。实验结果表明：考虑了结构因素的损伤参数和响应参数能够更为全面的判别结构的失效毁伤情况。
2016, 36(5): 625-632.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0625-08
摘要:
以破爆型串联战斗部后级随进弹对预开孔靶侵彻过程为研究对象，基于锥形预开孔和库仑摩擦模型，发展完善了包括扩孔/开坑和稳定侵彻的卵形弹体侵彻预开孔靶理论模型。分别对该模型在侵彻脆性和弹塑性靶体的有效性进行了实验验证。利用该模型分析了弹头曲径比、预开孔直径、预开孔形状等对侵彻结果的影响。研究结果表明：发展完善的模型计算结果与实验数据吻合较好。柱形开孔情况下，侵彻速度、弹头曲径比及相对孔径同侵彻深度呈正比；在侵彻容积相同的条件下，弹体侵彻预开锥孔的侵深结果与锥角及相对入孔孔径变化关系较大。
以破爆型串联战斗部后级随进弹对预开孔靶侵彻过程为研究对象，基于锥形预开孔和库仑摩擦模型，发展完善了包括扩孔/开坑和稳定侵彻的卵形弹体侵彻预开孔靶理论模型。分别对该模型在侵彻脆性和弹塑性靶体的有效性进行了实验验证。利用该模型分析了弹头曲径比、预开孔直径、预开孔形状等对侵彻结果的影响。研究结果表明：发展完善的模型计算结果与实验数据吻合较好。柱形开孔情况下，侵彻速度、弹头曲径比及相对孔径同侵彻深度呈正比；在侵彻容积相同的条件下，弹体侵彻预开锥孔的侵深结果与锥角及相对入孔孔径变化关系较大。
2016, 36(5): 633-639.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0633-07
摘要:
为研究三爆轰管脉冲爆轰发动机噪声的形成机理和特性，设计了正三角形组合的三爆轰管PDE实验系统，分别在与中心轴线成0°、30°、60°及90°方向上，对8个不同距离处的声压进行了测量，结果表明：不同距离处噪声幅值最大值均在30°方向上；爆轰噪声的参考半径为3倍“名义管径”；爆轰噪声的A持续时间随着r(距离三爆轰管名义“中点”的直线距离)的增加近似线性减小，并随着角度的增大而减小。B持续时间与声压值的大小成反比关系，并且随着轴向距离的增加而增加。在不同的方位角上，峰值声压越大，B持续时间越小。
为研究三爆轰管脉冲爆轰发动机噪声的形成机理和特性，设计了正三角形组合的三爆轰管PDE实验系统，分别在与中心轴线成0°、30°、60°及90°方向上，对8个不同距离处的声压进行了测量，结果表明：不同距离处噪声幅值最大值均在30°方向上；爆轰噪声的参考半径为3倍“名义管径”；爆轰噪声的A持续时间随着r(距离三爆轰管名义“中点”的直线距离)的增加近似线性减小，并随着角度的增大而减小。B持续时间与声压值的大小成反比关系，并且随着轴向距离的增加而增加。在不同的方位角上，峰值声压越大，B持续时间越小。
2016, 36(5): 640-647.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0640-08
摘要:
采用尺寸为4 mm×410 mm×410 mm的5083铝合金和尺寸为15 mm×400 mm×400 mm、表面开有燕尾槽的Q345钢板作为爆炸焊接的覆板与基板，根据理论公式得到铝合金-钢爆炸焊接下限后，选取其附近的参数进行爆炸焊接，再通过力学性能检测和微观形貌观察研究5083/Q345复合板界面的结合性能。实验结果表明：铝合金与钢在冶金结合和燕尾槽的挤压啮合共同作用下实现爆炸复合；铝合金与燕尾槽上底面、倾斜面和下底面的界面均呈平直状。铝合金与燕尾槽上底面、下底面以直接结合和不连续熔化块相结合的方式复合，而铝合金与燕尾槽倾斜面以连续熔化层的方式复合；复合板的剪切强度大于172 MPa，满足Al/Fe复合板结合强度的要求。
采用尺寸为4 mm×410 mm×410 mm的5083铝合金和尺寸为15 mm×400 mm×400 mm、表面开有燕尾槽的Q345钢板作为爆炸焊接的覆板与基板，根据理论公式得到铝合金-钢爆炸焊接下限后，选取其附近的参数进行爆炸焊接，再通过力学性能检测和微观形貌观察研究5083/Q345复合板界面的结合性能。实验结果表明：铝合金与钢在冶金结合和燕尾槽的挤压啮合共同作用下实现爆炸复合；铝合金与燕尾槽上底面、倾斜面和下底面的界面均呈平直状。铝合金与燕尾槽上底面、下底面以直接结合和不连续熔化块相结合的方式复合，而铝合金与燕尾槽倾斜面以连续熔化层的方式复合；复合板的剪切强度大于172 MPa，满足Al/Fe复合板结合强度的要求。
2016, 36(5): 648-654.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0648-07
摘要:
采用基于黏聚裂纹模型的扩展有限元方法，开展了镁铝合金结构冲击破坏过程的数值模拟研究。通过镁铝合金三点弯曲试样冲击实验，获得了不同子弹撞击速度下试样的冲击破坏模式。在此基础上，建立了实验结构的扩展有限元模型，并采用最大主应力准则，以及含损伤型的本构关系模拟材料的冲击断裂行为。对于裂纹尖端附近区域，采用黏聚裂纹模型模拟裂纹的断裂过程。对子弹速度分别为12.2、15.1、26.3 m/s的3种工况下镁铝合金试样的动态破坏过程进行了数值模拟研究，获得了与实验相一致的断裂模式。计算结果表明，试样以Ⅰ型断裂模式为主，裂纹沿初始预制裂纹方向扩展。当裂纹扩展到一定程度后，在试样韧带区域被撞击端附近，由于应力波及边界效应导致该区域处于复杂应力状态，试样出现复合型断裂模式，裂纹偏离原扩展路径，与本文实验结果相吻合。
采用基于黏聚裂纹模型的扩展有限元方法，开展了镁铝合金结构冲击破坏过程的数值模拟研究。通过镁铝合金三点弯曲试样冲击实验，获得了不同子弹撞击速度下试样的冲击破坏模式。在此基础上，建立了实验结构的扩展有限元模型，并采用最大主应力准则，以及含损伤型的本构关系模拟材料的冲击断裂行为。对于裂纹尖端附近区域，采用黏聚裂纹模型模拟裂纹的断裂过程。对子弹速度分别为12.2、15.1、26.3 m/s的3种工况下镁铝合金试样的动态破坏过程进行了数值模拟研究，获得了与实验相一致的断裂模式。计算结果表明，试样以Ⅰ型断裂模式为主，裂纹沿初始预制裂纹方向扩展。当裂纹扩展到一定程度后，在试样韧带区域被撞击端附近，由于应力波及边界效应导致该区域处于复杂应力状态，试样出现复合型断裂模式，裂纹偏离原扩展路径，与本文实验结果相吻合。
2016, 36(5): 655-662.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0655-08
摘要:
通过精确测量Hopkinson杆子弹速度，实现了对PVDF压力传感器的动态标定，测试数据线性度良好，误差不超过1.9%，得到动态灵敏度系数K=32.83 pC/N，采用500 g TNT对“钢板-泡沫铝-钢板”复合结构进行爆炸冲击加载，测量结构间应力波的传播情况。研究结果表明：电压测试信号可以较为准确地反映弹性波与塑性波的加载时间和传播速度，PVDF对弹性应力波段高频信号的动态响应灵敏准确，与理论数据的相对误差为3.5%。测得泡沫铝材料中塑性波的传播速度为590 m/s，A1-B1界面塑性波透射系数达到了0.53，远高于弹性波透射系数。从机理上对应力时程曲线中出现的特殊现象进行了阐述，为相关爆炸测试提供参考。
通过精确测量Hopkinson杆子弹速度，实现了对PVDF压力传感器的动态标定，测试数据线性度良好，误差不超过1.9%，得到动态灵敏度系数K=32.83 pC/N，采用500 g TNT对“钢板-泡沫铝-钢板”复合结构进行爆炸冲击加载，测量结构间应力波的传播情况。研究结果表明：电压测试信号可以较为准确地反映弹性波与塑性波的加载时间和传播速度，PVDF对弹性应力波段高频信号的动态响应灵敏准确，与理论数据的相对误差为3.5%。测得泡沫铝材料中塑性波的传播速度为590 m/s，A1-B1界面塑性波透射系数达到了0.53，远高于弹性波透射系数。从机理上对应力时程曲线中出现的特殊现象进行了阐述，为相关爆炸测试提供参考。
2016, 36(5): 663-669.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0663-07
摘要:
为揭示燃爆冲击作用下井周岩石破坏区的形成机制，并分析影响初始破坏区(破碎区和初始裂隙区)的主控因素，开展了两种岩样在不同加载速率下的冲击破坏实验, 分析了岩石冲击破坏模式及岩石对加载速率的响应, 借助基于Von Mise准则建立的岩石冲击破坏的破碎区和初始裂隙区计算模型可知：加载速率低于190 GPa/s时，可依据冲击峰值压力引导的应力分布确定破碎区和初始裂隙区作用范围；燃爆压裂在近井地带主要产生破碎区和裂隙区，破碎区直径为井眼直径的1~3倍，初始裂隙区直径为井眼直径的5~7倍；冲击载荷作用下，初始破坏区与加载速率、脆性指数呈正相关，且受脆性指数影响更显著。研究结果可提高对燃爆压裂过程中岩石的破坏模式及其主控因素的认识深度，为燃爆压裂冲击条件设计提供指导。
为揭示燃爆冲击作用下井周岩石破坏区的形成机制，并分析影响初始破坏区(破碎区和初始裂隙区)的主控因素，开展了两种岩样在不同加载速率下的冲击破坏实验, 分析了岩石冲击破坏模式及岩石对加载速率的响应, 借助基于Von Mise准则建立的岩石冲击破坏的破碎区和初始裂隙区计算模型可知：加载速率低于190 GPa/s时，可依据冲击峰值压力引导的应力分布确定破碎区和初始裂隙区作用范围；燃爆压裂在近井地带主要产生破碎区和裂隙区，破碎区直径为井眼直径的1~3倍，初始裂隙区直径为井眼直径的5~7倍；冲击载荷作用下，初始破坏区与加载速率、脆性指数呈正相关，且受脆性指数影响更显著。研究结果可提高对燃爆压裂过程中岩石的破坏模式及其主控因素的认识深度，为燃爆压裂冲击条件设计提供指导。
2016, 36(5): 670-679.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0670-10
摘要:
选取由表面钢板、拉结筋、剪力钉及混凝土组成的钢板混凝土结构墙为研究对象，运用经典显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，基于荷载时程分析法进行了一系列影响钢板混凝土结构墙抗冲击性能的参数敏感性分析。这些参数包括：墙体厚度、钢板厚度、拉结筋直径与间距等。分析结果表明，以上参数均会影响墙体的抗冲击性能，尤其是墙体与钢板的厚度以及拉结筋的间距。本文的研究工作对于核电厂核岛厂房钢板混凝土结构外墙的设计具有一定的指导与参考意义。
选取由表面钢板、拉结筋、剪力钉及混凝土组成的钢板混凝土结构墙为研究对象，运用经典显式非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA，基于荷载时程分析法进行了一系列影响钢板混凝土结构墙抗冲击性能的参数敏感性分析。这些参数包括：墙体厚度、钢板厚度、拉结筋直径与间距等。分析结果表明，以上参数均会影响墙体的抗冲击性能，尤其是墙体与钢板的厚度以及拉结筋的间距。本文的研究工作对于核电厂核岛厂房钢板混凝土结构外墙的设计具有一定的指导与参考意义。
2016, 36(5): 680-687.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0680-08
摘要:
油气是一种组分复杂的可燃气体，极易发生爆炸。为了研究油气在受限空间的泄爆规律，对不同体积分数油气在圆柱形直管道旁侧的单孔和双孔泄爆进行了可视化实验，获得了管道内外流场的爆炸超压规律和管道外流场的火焰特征。发现油气泄爆过程存在未燃气体从开孔泻出、形成“蘑菇云”、持续剧烈燃烧、逐渐熄灭4个阶段。通过对最大爆炸超压的数据对比分析，获得了双孔泄爆可以数倍分流单孔的外部最大超压；开孔位置距点火端越远，孔外最大超压越大；泄爆中外流场最大超压远大于内流场最大超压等结论。
油气是一种组分复杂的可燃气体，极易发生爆炸。为了研究油气在受限空间的泄爆规律，对不同体积分数油气在圆柱形直管道旁侧的单孔和双孔泄爆进行了可视化实验，获得了管道内外流场的爆炸超压规律和管道外流场的火焰特征。发现油气泄爆过程存在未燃气体从开孔泻出、形成“蘑菇云”、持续剧烈燃烧、逐渐熄灭4个阶段。通过对最大爆炸超压的数据对比分析，获得了双孔泄爆可以数倍分流单孔的外部最大超压；开孔位置距点火端越远，孔外最大超压越大；泄爆中外流场最大超压远大于内流场最大超压等结论。
2016, 36(5): 688-694.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0688-07
摘要:
首先分析讨论了油气爆炸过程中火焰燃烧模式的估计方法，然后在激波管内进行了低、中、高3次不同初始油气浓度条件下的油气爆炸实验，通过实验数据分别计算出了低、中、高初始油气浓度条件下油气爆炸在初期、中期和后期的丹姆克尔数和湍流雷诺数，最后依靠丹姆克尔数-湍流雷诺数图对低、中、高初始油气浓度条件下油气爆炸初期、中期和后期的火焰燃烧模式进行了定量估计。结果表明：低、中、高初始油气浓度条件下激波管油气爆炸过程初期、中期和后期的火焰燃烧模式均为漩涡内小火焰模式。
首先分析讨论了油气爆炸过程中火焰燃烧模式的估计方法，然后在激波管内进行了低、中、高3次不同初始油气浓度条件下的油气爆炸实验，通过实验数据分别计算出了低、中、高初始油气浓度条件下油气爆炸在初期、中期和后期的丹姆克尔数和湍流雷诺数，最后依靠丹姆克尔数-湍流雷诺数图对低、中、高初始油气浓度条件下油气爆炸初期、中期和后期的火焰燃烧模式进行了定量估计。结果表明：低、中、高初始油气浓度条件下激波管油气爆炸过程初期、中期和后期的火焰燃烧模式均为漩涡内小火焰模式。
2016, 36(5): 695-702.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0695-08
摘要:
盾构机在风化花岗岩地层掘进会遇到高强度孤石，为降低施工风险、避免刀盘及刀具严重损坏，常采用地面钻孔爆破对前方孤石进行预处理，但其炸药单耗一般由经验公式确定，导致爆破效果不理想。结合实际工程对爆破块度小于30 cm的特殊要求，采用爆破模型实验对炸药单耗进行研究。实验结果表明：满足特殊块度要求的陆地钻孔爆破炸药单耗是常规钻孔爆破的5.4~6.5倍；上覆地层厚度与炸药单耗呈线性递增关系；实验得出的炸药单耗是瑞典经验公式计算值的3.4~4.9倍。由此提出满足工程需要的炸药单耗修正公式，应用于实际工程并通过验证取得良好效果，为类似工程孤石爆破预处理炸药单耗的计算提供依据和参考。
盾构机在风化花岗岩地层掘进会遇到高强度孤石，为降低施工风险、避免刀盘及刀具严重损坏，常采用地面钻孔爆破对前方孤石进行预处理，但其炸药单耗一般由经验公式确定，导致爆破效果不理想。结合实际工程对爆破块度小于30 cm的特殊要求，采用爆破模型实验对炸药单耗进行研究。实验结果表明：满足特殊块度要求的陆地钻孔爆破炸药单耗是常规钻孔爆破的5.4~6.5倍；上覆地层厚度与炸药单耗呈线性递增关系；实验得出的炸药单耗是瑞典经验公式计算值的3.4~4.9倍。由此提出满足工程需要的炸药单耗修正公式，应用于实际工程并通过验证取得良好效果，为类似工程孤石爆破预处理炸药单耗的计算提供依据和参考。
2016, 36(5): 703-709.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0703-07
摘要:
爆破振动持续时间以及微差爆破延期时间分别是爆破振动危害客观评价与主动控制的重要指标，对振动持时影响因素和延期时间优选方法进行深入探究极为必要。结合量纲分析理论，探讨了爆破振动持时影响因素，推导出爆破振动持时预测公式，该公式线性相关性达到89.7%；基于地震波线性叠加原理，通过MATLAB 7.0编程，计算得到毫秒微差爆破不同爆心距处合理延时区间。结果表明，爆破振动信号能量与振动持续时间相关性高，在振动持时预测公式中引入信号能量，可提高预测精度；振动持续时间与比例速度负相关，与比例药量正相关；合理孔间延期时间往往不是某一具体值，而是一个或多个时间区间；不同爆心距处合理延期时间值不同。工程应用表明，给出的爆破振动持时预测公式与微差爆破延时优选方法切实可行。
爆破振动持续时间以及微差爆破延期时间分别是爆破振动危害客观评价与主动控制的重要指标，对振动持时影响因素和延期时间优选方法进行深入探究极为必要。结合量纲分析理论，探讨了爆破振动持时影响因素，推导出爆破振动持时预测公式，该公式线性相关性达到89.7%；基于地震波线性叠加原理，通过MATLAB 7.0编程，计算得到毫秒微差爆破不同爆心距处合理延时区间。结果表明，爆破振动信号能量与振动持续时间相关性高，在振动持时预测公式中引入信号能量，可提高预测精度；振动持续时间与比例速度负相关，与比例药量正相关；合理孔间延期时间往往不是某一具体值，而是一个或多个时间区间；不同爆心距处合理延期时间值不同。工程应用表明，给出的爆破振动持时预测公式与微差爆破延时优选方法切实可行。
2016, 36(5): 710-714.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0710-05
摘要:
冲击载荷在材料科学与工程领域具有一定的应用。随着研究的深入, 对冲击速度、冲击能量提出了更高的需求, 是落锤所无法达到的。强脉冲磁场可由脉冲大电流产生, 通过合适的装置可产生强脉冲电磁力, 进而可转换为冲击载荷。通过数值模拟, 给出了强脉冲磁场、电磁力及冲头运动过程的数值模拟结果。采用高速摄像对该压缩冲击装置的运动过程进行记录, 通过对影像数据处理获得了冲击速度及冲击能量, 验证了模拟结果。
冲击载荷在材料科学与工程领域具有一定的应用。随着研究的深入, 对冲击速度、冲击能量提出了更高的需求, 是落锤所无法达到的。强脉冲磁场可由脉冲大电流产生, 通过合适的装置可产生强脉冲电磁力, 进而可转换为冲击载荷。通过数值模拟, 给出了强脉冲磁场、电磁力及冲头运动过程的数值模拟结果。采用高速摄像对该压缩冲击装置的运动过程进行记录, 通过对影像数据处理获得了冲击速度及冲击能量, 验证了模拟结果。
2016, 36(5): 715-720.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0715-06
摘要:
强氧化性酸的环境下，石墨易形成石墨层间化合物(GICs)，利用石墨这一特性，将天然石墨置于发烟硝酸中，并加入硝基甲烷，配制成液体炸药，使用塑料容器盛装后放入爆轰反应釜中引爆。收集爆轰产物，并利用XRD、EDX、SEM、TEM、Raman光谱、比表面积与孔隙度分析仪进行分析，结果显示：制备出的石墨烯具有良好的晶体特性并呈现极薄的片状结构，其比表面积达到天然石墨的9.16倍，平均厚度约为14.73 nm。
强氧化性酸的环境下，石墨易形成石墨层间化合物(GICs)，利用石墨这一特性，将天然石墨置于发烟硝酸中，并加入硝基甲烷，配制成液体炸药，使用塑料容器盛装后放入爆轰反应釜中引爆。收集爆轰产物，并利用XRD、EDX、SEM、TEM、Raman光谱、比表面积与孔隙度分析仪进行分析，结果显示：制备出的石墨烯具有良好的晶体特性并呈现极薄的片状结构，其比表面积达到天然石墨的9.16倍，平均厚度约为14.73 nm。
2016, 36(5): 721-727.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0721-07
摘要:
为了检验弹体在高冲击环境下的工作情况，提出了一种基于压阻传感器的高过载、低功耗的测试系统设计方案。该系统可承受2×105g的过载冲击测试，且具有采样率高、体积小、功耗低的特点。通过打靶实验验证：在过载测试过程中该系统具有承受高冲击的能力，并能精确地采集到信号微弱变化，保证了弹体在飞行中记录数据的准确性。
为了检验弹体在高冲击环境下的工作情况，提出了一种基于压阻传感器的高过载、低功耗的测试系统设计方案。该系统可承受2×105g的过载冲击测试，且具有采样率高、体积小、功耗低的特点。通过打靶实验验证：在过载测试过程中该系统具有承受高冲击的能力，并能精确地采集到信号微弱变化，保证了弹体在飞行中记录数据的准确性。
2016, 36(5): 728-733.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0728-06
摘要:
对穿爆燃弹的穿靶及释能过程进行数值模拟，解释了SPH-FEM耦合方法在模拟冲击起爆过程的优越性。通过对不同弹芯头部形状、直径及材料的对比分析，得到了不同工况下装药热点成长的压力-时间曲线，计算结果表明：在弹芯直径不变的情况下，弹芯头部直角尖刺越短，装药的热点成长时间越短；在头部尖刺长度不变的情况下，减小弹芯直径，热点生成时间也缩短；选用钢弹芯比钨合金弹芯有一定靶后释能优势。模拟穿靶效果与真实穿靶效果符合较好，这种方法可以为穿爆类弹丸设计提供依据。
对穿爆燃弹的穿靶及释能过程进行数值模拟，解释了SPH-FEM耦合方法在模拟冲击起爆过程的优越性。通过对不同弹芯头部形状、直径及材料的对比分析，得到了不同工况下装药热点成长的压力-时间曲线，计算结果表明：在弹芯直径不变的情况下，弹芯头部直角尖刺越短，装药的热点成长时间越短；在头部尖刺长度不变的情况下，减小弹芯直径，热点生成时间也缩短；选用钢弹芯比钨合金弹芯有一定靶后释能优势。模拟穿靶效果与真实穿靶效果符合较好，这种方法可以为穿爆类弹丸设计提供依据。
2016, 36(5): 734-738.
doi: 10.11883/1001-1455(2016)05-0734-05
摘要:
通过不同形状(平头和半球头)的压头在不同温度下对闭孔泡沫铝材料进行塑性压入实验，研究不同温度下闭孔泡沫铝的压入变形模式及载荷响应特性。并基于闭孔泡沫铝在高温下的准静态塑性压入载荷响应的实验结果，结合多种分析方法，(如量纲分析和有限元计算等)，探索既考虑温度影响也包含压入深度影响的预测闭孔泡沫铝平头和半球头压入力学响应的经验公式。结果表明，本文得到的两种压头情况下的经验公式都能够较好地预测闭孔泡沫铝在不同温度下的压入力学响应。
通过不同形状(平头和半球头)的压头在不同温度下对闭孔泡沫铝材料进行塑性压入实验，研究不同温度下闭孔泡沫铝的压入变形模式及载荷响应特性。并基于闭孔泡沫铝在高温下的准静态塑性压入载荷响应的实验结果，结合多种分析方法，(如量纲分析和有限元计算等)，探索既考虑温度影响也包含压入深度影响的预测闭孔泡沫铝平头和半球头压入力学响应的经验公式。结果表明，本文得到的两种压头情况下的经验公式都能够较好地预测闭孔泡沫铝在不同温度下的压入力学响应。
