2021年 41卷 第10期
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2021, 41(10): 101101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0010
摘要:
从静/动态空腔膨胀模型的理论体系出发，介绍了空腔膨胀模型在不同方向上取得的成果，主要涉及理想侵彻条件的空腔膨胀压力计算模型及数值模拟方法和空腔膨胀模型在典型侵彻问题及复杂弹靶条件下的应用。在理想侵彻条件下的空腔膨胀压力计算模型中，主要讨论了靶体材料、屈服准则和状态方程对空腔边界应力的影响规律及空腔膨胀模型的适用性问题；根据数值模拟中初始条件的不同，介绍了空腔表面恒定速度/恒定压力两种数值模拟方法，证明了数值模拟方法的可靠性；整理了空腔膨胀模型的基本假设、适用范围、工程应用特点，列举了其在典型侵彻...
从静/动态空腔膨胀模型的理论体系出发，介绍了空腔膨胀模型在不同方向上取得的成果，主要涉及理想侵彻条件的空腔膨胀压力计算模型及数值模拟方法和空腔膨胀模型在典型侵彻问题及复杂弹靶条件下的应用。在理想侵彻条件下的空腔膨胀压力计算模型中，主要讨论了靶体材料、屈服准则和状态方程对空腔边界应力的影响规律及空腔膨胀模型的适用性问题；根据数值模拟中初始条件的不同，介绍了空腔表面恒定速度/恒定压力两种数值模拟方法，证明了数值模拟方法的可靠性；整理了空腔膨胀模型的基本假设、适用范围、工程应用特点，列举了其在典型侵彻...
2021, 41(10): 101102.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0017
摘要:
传统的破片式防空反导战斗部爆炸后产生的破片杀伤元数量虽多，却不能有效击毁来袭的不敏感弹药，存在威力不足问题，因而限制了其发展。周向多线性爆炸成型弹丸(multiple linear explosively-formed projectile, MLEFP)战斗部爆炸后在周向产生多个高速、大质量、大长径比的对折型线性爆炸成型弹丸(linear explosively-formed projectile, LEFP)，具备击穿、击爆厚壁壳体不敏感弹药的能力，因此在中近程防空反导作战中具备广阔的应用前...
传统的破片式防空反导战斗部爆炸后产生的破片杀伤元数量虽多，却不能有效击毁来袭的不敏感弹药，存在威力不足问题，因而限制了其发展。周向多线性爆炸成型弹丸(multiple linear explosively-formed projectile, MLEFP)战斗部爆炸后在周向产生多个高速、大质量、大长径比的对折型线性爆炸成型弹丸(linear explosively-formed projectile, LEFP)，具备击穿、击爆厚壁壳体不敏感弹药的能力，因此在中近程防空反导作战中具备广阔的应用前...
2021, 41(10): 102101.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0432
摘要:
TNT当量系数是危险品工程抗爆设计和安全距离确定的重要依据。为确定H1和H2两种新型高能发射药的TNT当量系数，分别开展了10 kg TNT和新型发射药的空气自由场静爆实验。基于修正的当量系数计算方法和测量得到的不同爆心距离处冲击波超压时程曲线，确定了不同比例距离处两种高能发射药的超压和比冲量TNT当量系数。研究结果表明，发射药爆炸产生的冲击波传播规律与TNT炸药爆炸产生的冲击波传播规律相同，符合爆炸相似律，相同质量发射药爆炸产生的冲击波超压和比冲量都显著高于TNT的。随着比例距离的增大，H1的...
TNT当量系数是危险品工程抗爆设计和安全距离确定的重要依据。为确定H1和H2两种新型高能发射药的TNT当量系数，分别开展了10 kg TNT和新型发射药的空气自由场静爆实验。基于修正的当量系数计算方法和测量得到的不同爆心距离处冲击波超压时程曲线，确定了不同比例距离处两种高能发射药的超压和比冲量TNT当量系数。研究结果表明，发射药爆炸产生的冲击波传播规律与TNT炸药爆炸产生的冲击波传播规律相同，符合爆炸相似律，相同质量发射药爆炸产生的冲击波超压和比冲量都显著高于TNT的。随着比例距离的增大，H1的...
2021, 41(10): 102102.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0458
摘要:
爆炸气体产物冲击膨胀过程中会形成多种复合波区，当爆炸气体绝热指数γ不同时其波区衰减特性差异较大。为研究不同γ条件下（γ＞3，γ=3，γ＜3）复合波区的特性差异，基于特征线法，对一平面爆轰过程中不同复合波区的波系相交特性进行了规律分析，并利用MATLAB对该平面爆轰过程进行流场模拟，验证并分析了不同复合波区流场内的参数变化特性。对比发现，γ不同时复合波区衰减特性的差异主要体现在与质点速度和气体声速相关的u-c平面特性上，其中在两中心稀疏波相交的复合波区，其差异还体现当γ≠3时相交的中心稀疏波不再具...
爆炸气体产物冲击膨胀过程中会形成多种复合波区，当爆炸气体绝热指数γ不同时其波区衰减特性差异较大。为研究不同γ条件下（γ＞3，γ=3，γ＜3）复合波区的特性差异，基于特征线法，对一平面爆轰过程中不同复合波区的波系相交特性进行了规律分析，并利用MATLAB对该平面爆轰过程进行流场模拟，验证并分析了不同复合波区流场内的参数变化特性。对比发现，γ不同时复合波区衰减特性的差异主要体现在与质点速度和气体声速相关的u-c平面特性上，其中在两中心稀疏波相交的复合波区，其差异还体现当γ≠3时相交的中心稀疏波不再具...
2021, 41(10): 103101.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0172
摘要:
金属柱壳爆炸膨胀断裂存在拉伸、剪切及拉剪混合等多种断裂模式，目前其物理机制及影响因素还不清晰。本文中采用光滑粒子流体动力学方法（smoothed particle hydrodynamics， SPH）对45钢柱壳在JOB-9003及RHT-901不同装药条件下的外爆实验进行了数值模拟，探讨柱壳在不同装药条件下发生的剪切断裂、拉剪混合断裂模式及其演化过程，模拟结果与实验结果一致。SPH数值模拟结果表明：在爆炸加载阶段，随着冲击波在柱壳内、外壁间来回反射形成二次塑性区，沿柱壳壁厚等效塑性应变演化呈...
金属柱壳爆炸膨胀断裂存在拉伸、剪切及拉剪混合等多种断裂模式，目前其物理机制及影响因素还不清晰。本文中采用光滑粒子流体动力学方法（smoothed particle hydrodynamics， SPH）对45钢柱壳在JOB-9003及RHT-901不同装药条件下的外爆实验进行了数值模拟，探讨柱壳在不同装药条件下发生的剪切断裂、拉剪混合断裂模式及其演化过程，模拟结果与实验结果一致。SPH数值模拟结果表明：在爆炸加载阶段，随着冲击波在柱壳内、外壁间来回反射形成二次塑性区，沿柱壳壁厚等效塑性应变演化呈...
2021, 41(10): 103201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0316
摘要:
锥形水中爆炸激波管是进行水中爆炸实验的一种装置，该装置能够通过较小装药量在相同距离处实现自由场水中较大装药量爆炸的冲击波峰值。为了获得柱形装药条件下锥形水中爆炸激波管内的冲击波特性，本文通过数值计算的方式，对不同圆锥角和不同柱形装药质量下锥形激波管内的冲击波传播过程进行了模拟，通过对不同工况下激波管内冲击波特性进行分析，发现其初始冲击波的衰减规律符合自由场水中的指数衰减形式，并拟合得到了与自由场水中爆炸相容的冲击波峰值、比冲量和能流密度经验公式；发现其二次脉动压力周期与炸药质量呈反常规的变化规律...
锥形水中爆炸激波管是进行水中爆炸实验的一种装置，该装置能够通过较小装药量在相同距离处实现自由场水中较大装药量爆炸的冲击波峰值。为了获得柱形装药条件下锥形水中爆炸激波管内的冲击波特性，本文通过数值计算的方式，对不同圆锥角和不同柱形装药质量下锥形激波管内的冲击波传播过程进行了模拟，通过对不同工况下激波管内冲击波特性进行分析，发现其初始冲击波的衰减规律符合自由场水中的指数衰减形式，并拟合得到了与自由场水中爆炸相容的冲击波峰值、比冲量和能流密度经验公式；发现其二次脉动压力周期与炸药质量呈反常规的变化规律...
2021, 41(10): 103301.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0134
摘要:
本文通过数值模拟的方法研究了截卵型弹体冲击下921A钢板的毁伤模式。 跟以往试验进行对比，发现数值结果与实验结果吻合良好。 在3种不同工况下，剩余速度与实验结果吻合良好，误差小于5%。随着弹着点位置的变化，加筋板的失效模式发生变化。击中靶板中心时，加强筋发生撕裂，目标板在左右两侧产生对称的花瓣型破坏模式。 随着弹着点位置的偏移，加强筋的撕裂程度逐渐减小，最后仅仅发生塑性应变。并且目标板上的破坏不再对称，左侧板的动态响应从花瓣破坏变为小面积断裂，最后仅保留塑性变形。右侧板始终产生花瓣型失效模式，但...
本文通过数值模拟的方法研究了截卵型弹体冲击下921A钢板的毁伤模式。 跟以往试验进行对比，发现数值结果与实验结果吻合良好。 在3种不同工况下，剩余速度与实验结果吻合良好，误差小于5%。随着弹着点位置的变化，加筋板的失效模式发生变化。击中靶板中心时，加强筋发生撕裂，目标板在左右两侧产生对称的花瓣型破坏模式。 随着弹着点位置的偏移，加强筋的撕裂程度逐渐减小，最后仅仅发生塑性应变。并且目标板上的破坏不再对称，左侧板的动态响应从花瓣破坏变为小面积断裂，最后仅保留塑性变形。右侧板始终产生花瓣型失效模式，但...
2021, 41(10): 103901.
doi: 10.11883/bzycj-2021-0056
摘要:
为研究水下炮密封式发射膛口流场及在不同介质中的膛口流场分布特性，建立了水下密封式发射二维轴对称膛口多相流数值模型。采用VOF（volume of fluid）模型、标准 k-\begin{document}$\varepsilon $\end{document} ![]()
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为研究水下炮密封式发射膛口流场及在不同介质中的膛口流场分布特性，建立了水下密封式发射二维轴对称膛口多相流数值模型。采用VOF（volume of fluid）模型、标准 k-
2021, 41(10): 104201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0461
摘要:
针对航行体高速入水过程中的降载问题，设计了缓冲组件模型，并采用有限元任意拉格朗日-欧拉（ALE）的流固耦合方法，建立精确数值计算模型，对安装缓冲组件的航行体高速入水问题进行数值计算分析，获得入水过程中缓冲罩壳与缓冲泡沫的动态破坏过程及航行体运动参数，从而分析不同缓冲方案的缓冲性能。结果表明已设计的缓冲组件在航行体入水时能够吸收一定的冲击能量发生破坏并及时脱离航行体，同时缓冲泡沫的分层设计改变了缓冲罩壳的破坏方式，使罩壳破坏时间提前；撞水时在罩壳的头部与预设沟槽处会出现明显的应力集中，并且罩壳的沟...
针对航行体高速入水过程中的降载问题，设计了缓冲组件模型，并采用有限元任意拉格朗日-欧拉（ALE）的流固耦合方法，建立精确数值计算模型，对安装缓冲组件的航行体高速入水问题进行数值计算分析，获得入水过程中缓冲罩壳与缓冲泡沫的动态破坏过程及航行体运动参数，从而分析不同缓冲方案的缓冲性能。结果表明已设计的缓冲组件在航行体入水时能够吸收一定的冲击能量发生破坏并及时脱离航行体，同时缓冲泡沫的分层设计改变了缓冲罩壳的破坏方式，使罩壳破坏时间提前；撞水时在罩壳的头部与预设沟槽处会出现明显的应力集中，并且罩壳的沟...
2021, 41(10): 105101.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0399
摘要:
随着百千吨级当量爆炸工业事故的频繁发生，建筑结构的损伤评估和抗爆安全性更受到关注。目前，构件级的评估方法相对成熟，而大当量冲击波作用下的建筑结构整体毁伤评估依旧是个开放性问题。本文中，面向结构级的毁伤评估，提出了一种新的评估方法−构件损伤加权。该方法以承重构件损伤程度为基础，通过基于应变能的构件权系数加权，进而评估结构级损伤破坏程度。为了验证评估方法的有效性，以典型砌体结构为例，利用自主研发的冲击波结构毁伤模拟有限元程序，开展了百毫秒脉宽爆炸冲击波荷载下结构动力学响应数值模拟。根据数值模拟结果，...
随着百千吨级当量爆炸工业事故的频繁发生，建筑结构的损伤评估和抗爆安全性更受到关注。目前，构件级的评估方法相对成熟，而大当量冲击波作用下的建筑结构整体毁伤评估依旧是个开放性问题。本文中，面向结构级的毁伤评估，提出了一种新的评估方法−构件损伤加权。该方法以承重构件损伤程度为基础，通过基于应变能的构件权系数加权，进而评估结构级损伤破坏程度。为了验证评估方法的有效性，以典型砌体结构为例，利用自主研发的冲击波结构毁伤模拟有限元程序，开展了百毫秒脉宽爆炸冲击波荷载下结构动力学响应数值模拟。根据数值模拟结果，...
2021, 41(10): 105201.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0352
摘要:
岩石钻孔爆破中，孔内起爆位置决定炸药爆轰波的传播方向，进而影响爆破振动场的分布。通过分析柱状药包爆轰产物和爆炸能量的分配及其爆炸应力场的分布，揭示了起爆位置的影响作用机理；基于Heelan短柱解延长药包叠加计算模型，比较分析了不同起爆位置下爆破振动场的分布规律，并结合现场实验，验证了起爆位置对爆破振动场分布的调节作用效果。结果表明：起爆位置的影响作用机理在于柱状药包爆炸能量的轴向不均匀分配和爆破振动场叠加的相位延迟效应；孔内起爆位置对爆破振动场的分布起调节作用，爆破振动沿爆轰波传播正向叠加增强，...
岩石钻孔爆破中，孔内起爆位置决定炸药爆轰波的传播方向，进而影响爆破振动场的分布。通过分析柱状药包爆轰产物和爆炸能量的分配及其爆炸应力场的分布，揭示了起爆位置的影响作用机理；基于Heelan短柱解延长药包叠加计算模型，比较分析了不同起爆位置下爆破振动场的分布规律，并结合现场实验，验证了起爆位置对爆破振动场分布的调节作用效果。结果表明：起爆位置的影响作用机理在于柱状药包爆炸能量的轴向不均匀分配和爆破振动场叠加的相位延迟效应；孔内起爆位置对爆破振动场的分布起调节作用，爆破振动沿爆轰波传播正向叠加增强，...
2021, 41(10): 105202.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0428
摘要:
电子雷管的技术潜力目前仍未在隧道工程中得以充分发挥，一个重要原因是没有严密理论支撑的爆破参数计算方法，药量、孔间延时等核心参数多沿用普通矿山法设计；其次是不能解决第二自由面形成后爆破参数计算准确性问题。以重庆观音桥隧道为研究背景，基于Anderson理论和电子雷管延时特性，提出隧道爆破在单自由面形成双自由面过程中，不同自由面条件下电子雷管爆破参数设计的新方法。现场获取不同药量单自由面单孔爆破振动曲线，逐一计算各孔间延时下的多孔合成振动，对比不同药量、不同延时合成振动曲线后确定单自由面爆破参数；根...
电子雷管的技术潜力目前仍未在隧道工程中得以充分发挥，一个重要原因是没有严密理论支撑的爆破参数计算方法，药量、孔间延时等核心参数多沿用普通矿山法设计；其次是不能解决第二自由面形成后爆破参数计算准确性问题。以重庆观音桥隧道为研究背景，基于Anderson理论和电子雷管延时特性，提出隧道爆破在单自由面形成双自由面过程中，不同自由面条件下电子雷管爆破参数设计的新方法。现场获取不同药量单自由面单孔爆破振动曲线，逐一计算各孔间延时下的多孔合成振动，对比不同药量、不同延时合成振动曲线后确定单自由面爆破参数；根...
2021, 41(10): 105401.
doi: 10.11883/bzycj-2020-0306
摘要:
为了研究惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理，利用粉尘爆炸火焰传播测试系统，选取了五种常用惰性粉体和两种不同油页岩粉尘进行了爆炸火焰抑制实验。通过对爆炸火焰长度、最低惰化比和火焰形态结构的分析，结合惰性粉体的TG-DTG-DSC热特性曲线，系统研究了惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理。研究结果表明，惰性粉体对两种油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能优劣排序为：ABC干粉＞Al(OH)3＞Mg(OH)2＞NaHCO3>岩粉，且两种惰性粉体均对桦甸油页岩（HDOS）的抑爆性能...
为了研究惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理，利用粉尘爆炸火焰传播测试系统，选取了五种常用惰性粉体和两种不同油页岩粉尘进行了爆炸火焰抑制实验。通过对爆炸火焰长度、最低惰化比和火焰形态结构的分析，结合惰性粉体的TG-DTG-DSC热特性曲线，系统研究了惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理。研究结果表明，惰性粉体对两种油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能优劣排序为：ABC干粉＞Al(OH)3＞Mg(OH)2＞NaHCO3>岩粉，且两种惰性粉体均对桦甸油页岩（HDOS）的抑爆性能...
