2006年 26卷 第4期
2006, 26(4): 289-293.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0289-05
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本文被引
摘要:
将光滑粒子法（smoothed particle hydrodynamics method, SPH）应用于金属平板爆轰驱动过程的数值模拟，得到了炸药与金属相互作用的清晰的图像和平板抛射角的变化。根据抛射角方程对泰勒公式进行了修正，得到了改进的泰勒公式。利用数值模拟得到的结果比较了平板驱动几种不同的抛射角公式，改进的泰勒公式准确反映出了抛射角下降并趋于终态的规律，其对平板抛射角的描述更为准确。
将光滑粒子法（smoothed particle hydrodynamics method, SPH）应用于金属平板爆轰驱动过程的数值模拟，得到了炸药与金属相互作用的清晰的图像和平板抛射角的变化。根据抛射角方程对泰勒公式进行了修正，得到了改进的泰勒公式。利用数值模拟得到的结果比较了平板驱动几种不同的抛射角公式，改进的泰勒公式准确反映出了抛射角下降并趋于终态的规律，其对平板抛射角的描述更为准确。
2006, 26(4): 294-302.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0294-09
摘要:
进一步发展了考虑结构响应的剪切冲塞模型，计及前舱物的作用，对带前舱物的钝头弹穿甲金属靶的工程问题进行了刚塑性分析，用于分析终点弹道极限和剩余速度。除剪切破坏之外，模型还考虑了靶板弯曲、膜力拉伸和前舱物撞击引起的靶板预结构响应等。给出了简洁的终点弹道性能公式，与相关实验结果较吻合。
进一步发展了考虑结构响应的剪切冲塞模型，计及前舱物的作用，对带前舱物的钝头弹穿甲金属靶的工程问题进行了刚塑性分析，用于分析终点弹道极限和剩余速度。除剪切破坏之外，模型还考虑了靶板弯曲、膜力拉伸和前舱物撞击引起的靶板预结构响应等。给出了简洁的终点弹道性能公式，与相关实验结果较吻合。
2006, 26(4): 303-308.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0303-06
摘要:
介绍了一种可对材料进行更高应变率动态性能实验的微型Hopkinson杆技术，对金属材料其应变可超过104 s-1。使用激光径向位移测试仪和与传统Hopkinson杆对比实验，对微型Hopkinson杆技术的有效性进行了验证。实验结果表明，微型Hopkinson杆确定的试样应变与激光径向位移测试的结果相当吻合;在低应变率范围内，与传统Hopkinson杆的实验结果有很好的一致性。从而证明了微型Hopkinson杆技术可进行应变率在104 s-1以上材料的动态力学性能实验。
介绍了一种可对材料进行更高应变率动态性能实验的微型Hopkinson杆技术，对金属材料其应变可超过104 s-1。使用激光径向位移测试仪和与传统Hopkinson杆对比实验，对微型Hopkinson杆技术的有效性进行了验证。实验结果表明，微型Hopkinson杆确定的试样应变与激光径向位移测试的结果相当吻合;在低应变率范围内，与传统Hopkinson杆的实验结果有很好的一致性。从而证明了微型Hopkinson杆技术可进行应变率在104 s-1以上材料的动态力学性能实验。
2006, 26(4): 309-314.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0309-06
摘要:
在极大的加热速率下，针对CV型非Fourier介质，提出一个热力耦合问题的解耦交替计算方法，即交替地计算两个解除了耦合的问题，逐步地得到足够精度的解。这两个问题分别是已知温度时空分布的热Hooke介质的应力分析问题和已知位移、应变和应力时空分布的非Fourier介质的热传导问题。这个方法也适用于Fourier介质，与每一解耦问题实施计算的方法无关。用简例说明了随交替计算次数的增加，其结果趋近于准确解；同时给出了对Fourier介质板一个瞬态问题的应用例子。
在极大的加热速率下，针对CV型非Fourier介质，提出一个热力耦合问题的解耦交替计算方法，即交替地计算两个解除了耦合的问题，逐步地得到足够精度的解。这两个问题分别是已知温度时空分布的热Hooke介质的应力分析问题和已知位移、应变和应力时空分布的非Fourier介质的热传导问题。这个方法也适用于Fourier介质，与每一解耦问题实施计算的方法无关。用简例说明了随交替计算次数的增加，其结果趋近于准确解；同时给出了对Fourier介质板一个瞬态问题的应用例子。
2006, 26(4): 315-322.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0315-08
摘要:
采用特征线解法，对满足ZWT方程的粘弹性材料在高应变率SHPB试验中的应力均匀性进行了数值研究。着重分析了不同的材料本构粘性(松弛时间)、瞬态波阻抗比和入射波升时对于试样中应力均匀性、应变均匀性和平均应变率等的影响。为今后动态试验的试样设计提供了一定的理论依据。
采用特征线解法，对满足ZWT方程的粘弹性材料在高应变率SHPB试验中的应力均匀性进行了数值研究。着重分析了不同的材料本构粘性(松弛时间)、瞬态波阻抗比和入射波升时对于试样中应力均匀性、应变均匀性和平均应变率等的影响。为今后动态试验的试样设计提供了一定的理论依据。
2006, 26(4): 323-327.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0323-05
摘要:
描述了爆炸成型弹丸(explosive formed projectile，EFP)对有限厚靶板的侵彻过程，建立了计算EFP对有限厚靶板侵彻过程参数的一维分析模型。基于该模型编制了程序代码，对EFP侵彻有限厚靶板的后效参量及极限穿透速度进行了计算，并和试验结果进行了比较。证明该模型能较准确地对EFP侵彻有限厚靶板后效参量进行计算。
描述了爆炸成型弹丸(explosive formed projectile，EFP)对有限厚靶板的侵彻过程，建立了计算EFP对有限厚靶板侵彻过程参数的一维分析模型。基于该模型编制了程序代码，对EFP侵彻有限厚靶板的后效参量及极限穿透速度进行了计算，并和试验结果进行了比较。证明该模型能较准确地对EFP侵彻有限厚靶板后效参量进行计算。
2006, 26(4): 328-332.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0328-05
摘要:
利用数值仿真软件LS-DYNA3D，通过数值模拟方法研究了药型罩压跨、射流的形成、延伸和失稳断裂的全过程，数值模拟结果与实验结果吻合较好，得到了一套实用的数值模拟方法及材料模型参数，定性分析了大锥角的药型罩压垮过程，对形成杆式射流的药型罩结构设计具有一定借鉴意义。
利用数值仿真软件LS-DYNA3D，通过数值模拟方法研究了药型罩压跨、射流的形成、延伸和失稳断裂的全过程，数值模拟结果与实验结果吻合较好，得到了一套实用的数值模拟方法及材料模型参数，定性分析了大锥角的药型罩压垮过程，对形成杆式射流的药型罩结构设计具有一定借鉴意义。
2006, 26(4): 333-338.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0333-06
摘要:
为了获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料在一维应变状态下的强度准则，在已完成的准静态和动态压缩实验的基础上，拟合出了单轴压缩下三个主方向上的计及应变率的应力-应变关系式，进而得到初始屈服应力和压缩破坏强度与应变率相关性表达式。依据该表达式，得到了该复合材料在一维应变下考虑应变率效应的Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则方程。通过计算，考察了Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则随应变率的变化规律。结果表明，本文中研究的复合材料的强度性能，不但存在应变率效应，而且这种效应是各向异性的。
为了获得一种碳纤维二维正交平纹机织布增强树脂基复合材料在一维应变状态下的强度准则，在已完成的准静态和动态压缩实验的基础上，拟合出了单轴压缩下三个主方向上的计及应变率的应力-应变关系式，进而得到初始屈服应力和压缩破坏强度与应变率相关性表达式。依据该表达式，得到了该复合材料在一维应变下考虑应变率效应的Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则方程。通过计算，考察了Tsai-Hill屈服强度和破坏强度准则随应变率的变化规律。结果表明，本文中研究的复合材料的强度性能，不但存在应变率效应，而且这种效应是各向异性的。
2006, 26(4): 339-344.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0339-06
摘要:
通过实验数据和数值模拟结果的对比，研究了泰勒杆实验在材料动态本构关系参数确认和优化方面的应用。以Johnson-Cook模型描述的oxygen-free high-conductivity（OFHC） copper材料为例进行了具体说明，并对实验中的部分不确定因素进行了分析。结果表明，利用该方法对材料本构模型参数进行确认和优化确定是合理的。
通过实验数据和数值模拟结果的对比，研究了泰勒杆实验在材料动态本构关系参数确认和优化方面的应用。以Johnson-Cook模型描述的oxygen-free high-conductivity（OFHC） copper材料为例进行了具体说明，并对实验中的部分不确定因素进行了分析。结果表明，利用该方法对材料本构模型参数进行确认和优化确定是合理的。
2006, 26(4): 345-350.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0345-06
摘要:
为了研究边界面对水下爆炸气泡脉动的影响，根据势流理论建立了水平刚性面下方在浮力作用下作垂向运动的水下爆炸气泡的理论模型，编制计算程序进行求解。对水下爆炸气泡脉动运动的特点、流场的速度和压力的分布、气泡引起的载荷形式进行了分析。结果表明此模型能够反映水下爆炸气泡和周围流体介质的运动规律，并能进行定量的计算。
为了研究边界面对水下爆炸气泡脉动的影响，根据势流理论建立了水平刚性面下方在浮力作用下作垂向运动的水下爆炸气泡的理论模型，编制计算程序进行求解。对水下爆炸气泡脉动运动的特点、流场的速度和压力的分布、气泡引起的载荷形式进行了分析。结果表明此模型能够反映水下爆炸气泡和周围流体介质的运动规律，并能进行定量的计算。
2006, 26(4): 351-355.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0351-05
摘要:
为了提高闪光CCD图像质量，提出了基于偏微分方程（partial differential equation， PDE）的智能中值-非线性扩散滤波(intelligent median-nonlinear diffusion filtering， IMNDF)方法，充分发挥了智能中值滤波和非线性扩散滤波的优势。数值实验结果证明，该方法对于两类最具代表性的噪声（高斯和脉冲）的混合问题有很好的消噪效果，其信噪比改善因子（promotion of signal-to-noise ratio， PSNR）较传统方法提高了3~5倍。对闪光照相CCD图像取得了很好的消噪声结果。
为了提高闪光CCD图像质量，提出了基于偏微分方程（partial differential equation， PDE）的智能中值-非线性扩散滤波(intelligent median-nonlinear diffusion filtering， IMNDF)方法，充分发挥了智能中值滤波和非线性扩散滤波的优势。数值实验结果证明，该方法对于两类最具代表性的噪声（高斯和脉冲）的混合问题有很好的消噪效果，其信噪比改善因子（promotion of signal-to-noise ratio， PSNR）较传统方法提高了3~5倍。对闪光照相CCD图像取得了很好的消噪声结果。
2006, 26(4): 356-360.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0356-05
摘要:
利用爆炸粉末烧结工艺，探索WC /Al2O3同时作为增强基颗粒制取多种颗粒增强Cu基复合材料的可行性，同时分析了工艺参数对压实坯致密度的影响。研究了复合材料的微观组织和致密度、韧性和硬度等性能，爆炸粉末烧结法可以成功制出WC/ Al2O3/Cu多种颗粒增强金属基复合材料。
利用爆炸粉末烧结工艺，探索WC /Al2O3同时作为增强基颗粒制取多种颗粒增强Cu基复合材料的可行性，同时分析了工艺参数对压实坯致密度的影响。研究了复合材料的微观组织和致密度、韧性和硬度等性能，爆炸粉末烧结法可以成功制出WC/ Al2O3/Cu多种颗粒增强金属基复合材料。
2006, 26(4): 361-366.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0361-06
摘要:
通过含铝炸药JHL-3的实爆试验，得到混凝土墩在单个装药浅层水中爆炸、两个装药浅层水中对称及不对称设置同步起爆爆炸作用下、混凝土墩迎爆面上的冲击波压力响应数据；获得了迎爆面中心反射压力峰值计算模型；分析了两个装药浅层水中爆炸冲击波对混凝土墩绕射及透射作用效应。
通过含铝炸药JHL-3的实爆试验，得到混凝土墩在单个装药浅层水中爆炸、两个装药浅层水中对称及不对称设置同步起爆爆炸作用下、混凝土墩迎爆面上的冲击波压力响应数据；获得了迎爆面中心反射压力峰值计算模型；分析了两个装药浅层水中爆炸冲击波对混凝土墩绕射及透射作用效应。
2006, 26(4): 367-372.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0367-06
摘要:
为了解决评估超高强活性粉末钢纤维混凝土的抗侵彻能力问题，根据混凝土在弹体侵彻过程中的介质状态及能量的分配关系，揭示了侵彻近区耗散能量结构与破碎区之间的比例尺度关系。由于近区介质的运动特性变形接近一维应变状态，受力类似于流体动力学状态，据此推导并简化了具有宽广的适用范围的侵彻计算公式，认为侵彻的深度主要由弹体的质量、形状、速度及靶体的强度、密度、断裂韧度、变形波速决定。通过多次的实弹试验，验证了公式的可靠性，得到了RPC的抗侵彻能力是普通混凝土的3倍的结论。
为了解决评估超高强活性粉末钢纤维混凝土的抗侵彻能力问题，根据混凝土在弹体侵彻过程中的介质状态及能量的分配关系，揭示了侵彻近区耗散能量结构与破碎区之间的比例尺度关系。由于近区介质的运动特性变形接近一维应变状态，受力类似于流体动力学状态，据此推导并简化了具有宽广的适用范围的侵彻计算公式，认为侵彻的深度主要由弹体的质量、形状、速度及靶体的强度、密度、断裂韧度、变形波速决定。通过多次的实弹试验，验证了公式的可靠性，得到了RPC的抗侵彻能力是普通混凝土的3倍的结论。
2006, 26(4): 373-376.
doi: 10.11883/
摘要:
采用双灵敏度VISAR对JB-9014炸药在20 GPa的球面散心冲击波作用下冲击引爆过程开展了实验研究。测得的不同厚度JB-9014炸药/窗口界面的粒子速度历程表明，到爆轰距离为2~3 mm，在3~5 mm处反应冲击波已发展为稳定爆轰波。开展了相应的初步数值计算工作，计算结果与实验基本吻合。
采用双灵敏度VISAR对JB-9014炸药在20 GPa的球面散心冲击波作用下冲击引爆过程开展了实验研究。测得的不同厚度JB-9014炸药/窗口界面的粒子速度历程表明，到爆轰距离为2~3 mm，在3~5 mm处反应冲击波已发展为稳定爆轰波。开展了相应的初步数值计算工作，计算结果与实验基本吻合。
2006, 26(4): 377-380.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0377-04
摘要:
在对装有B/KNO3/RDX的密闭容器中的燃烧产物进行电镜扫描、能谱分析、物理观察以及化学滴定分析的基础上，发现B/KNO3/RDX燃烧产物中含有较多的固态氮化硼，从而提出了一种含能材料爆燃快速合成氮化硼的方法。通过对爆燃获得氮化硼的反应原理等方面的分析，提出了B2O3/NH4NO3配方可能是通过爆燃获得高纯度、高产量氮化硼的理想配方。
在对装有B/KNO3/RDX的密闭容器中的燃烧产物进行电镜扫描、能谱分析、物理观察以及化学滴定分析的基础上，发现B/KNO3/RDX燃烧产物中含有较多的固态氮化硼，从而提出了一种含能材料爆燃快速合成氮化硼的方法。通过对爆燃获得氮化硼的反应原理等方面的分析，提出了B2O3/NH4NO3配方可能是通过爆燃获得高纯度、高产量氮化硼的理想配方。
2006, 26(4): 381-384.
doi: 10.11883/1001-1455(2006)04-0381-04
摘要:
设计建立了一种炸药大药片撞击感度试验方法，落锤质量为20 kg、落高度为0~15 m，对规格20 mm5 mm、重约2.8 g的大药片进行撞击感度测试。试验测试了两种典型炸药Tetryl和JOB-9003炸药的落锤撞击感度，落锤撞击Tetryl炸药和JOB-9003炸药的爆炸阈值落高分别约3.5 m和6.5 m。对落锤撞击JOB-9003炸药样品的过程进行了数值计算，计算结果与试验值相符。试验结果表明，该试验方法可以测量炸药的落锤撞击感度。
设计建立了一种炸药大药片撞击感度试验方法，落锤质量为20 kg、落高度为0~15 m，对规格20 mm5 mm、重约2.8 g的大药片进行撞击感度测试。试验测试了两种典型炸药Tetryl和JOB-9003炸药的落锤撞击感度，落锤撞击Tetryl炸药和JOB-9003炸药的爆炸阈值落高分别约3.5 m和6.5 m。对落锤撞击JOB-9003炸药样品的过程进行了数值计算，计算结果与试验值相符。试验结果表明，该试验方法可以测量炸药的落锤撞击感度。
