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, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0125
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摘要:
为研究冲击荷载下锚固方式与层理倾角对岩体强度的影响规律，对无锚、端锚、半锚及全锚层理砂岩进行动态冲击试验研究，分析了不同锚固方式对层状砂岩动态力学特性、能量耗散规律及破裂分形特征的影响。研究结果表明：无锚试样强度随层理倾角增大，曲线表现先减小后增大，呈V形特征，试样在锚固后，强度得到明显提高，随锚固长度增大，曲线向倒V形特征转化；从能量方面来看，4类试样透射能变化规律均与强度变化规律相似，随层理倾角增大，反射能曲线呈倒V形特征，透射能逐渐减小，耗散能则逐渐增大，锚固方式仅影响了曲线整体水平；试样破坏后的碎屑具有明显分形特征，分形维数受层理倾角影响曲线均表现为倒V形特征，全锚试样破碎程度最小，无锚试样最剧烈，在此基础上计算了单位耗散能指数，曲线则呈现V形特征，全锚试样的单位耗散能指数曲线整体水平最高，表明其抗破坏能力最强。研究成果可为层状岩体工程锚固支护提供参考。
为研究冲击荷载下锚固方式与层理倾角对岩体强度的影响规律，对无锚、端锚、半锚及全锚层理砂岩进行动态冲击试验研究，分析了不同锚固方式对层状砂岩动态力学特性、能量耗散规律及破裂分形特征的影响。研究结果表明：无锚试样强度随层理倾角增大，曲线表现先减小后增大，呈V形特征，试样在锚固后，强度得到明显提高，随锚固长度增大，曲线向倒V形特征转化；从能量方面来看，4类试样透射能变化规律均与强度变化规律相似，随层理倾角增大，反射能曲线呈倒V形特征，透射能逐渐减小，耗散能则逐渐增大，锚固方式仅影响了曲线整体水平；试样破坏后的碎屑具有明显分形特征，分形维数受层理倾角影响曲线均表现为倒V形特征，全锚试样破碎程度最小，无锚试样最剧烈，在此基础上计算了单位耗散能指数，曲线则呈现V形特征，全锚试样的单位耗散能指数曲线整体水平最高，表明其抗破坏能力最强。研究成果可为层状岩体工程锚固支护提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0461
摘要:
为提升装甲的抗冲击防护效能，开展陶瓷与新型TWIP钢复合结构的抗冲击性能研究，通过一级轻气炮实验、微观结构表征与数值模拟，研究了碳化硅陶瓷与TWIP钢复合结构在高速冲击载荷下的层裂强度，变形机制和损伤特性。实验结果表明，复合结构在层裂强度和应变率方面相较于纯TWIP钢分别有22.76%和7.09%的提高，复合结构的层裂程度较弱，裂纹和微孔洞数量较少，显示出更好的抗冲击性能。微观分析揭示了材料在冲击载荷下的损伤机制，包括微孔洞的形成、聚集和主裂纹的形成。采用LS/DYNA数值模拟对此类复合结构的抗冲击性能开展研究，结合实验结果验证了模型的准确性。基于数值模拟分析了冲击过程中不同时刻的应力分布，计算得到结构产生裂纹的临界冲击速度为225 m/s左右，并进一步分析了钢材性能对复合结构抗冲击性能影响。
为提升装甲的抗冲击防护效能，开展陶瓷与新型TWIP钢复合结构的抗冲击性能研究，通过一级轻气炮实验、微观结构表征与数值模拟，研究了碳化硅陶瓷与TWIP钢复合结构在高速冲击载荷下的层裂强度，变形机制和损伤特性。实验结果表明，复合结构在层裂强度和应变率方面相较于纯TWIP钢分别有22.76%和7.09%的提高，复合结构的层裂程度较弱，裂纹和微孔洞数量较少，显示出更好的抗冲击性能。微观分析揭示了材料在冲击载荷下的损伤机制，包括微孔洞的形成、聚集和主裂纹的形成。采用LS/DYNA数值模拟对此类复合结构的抗冲击性能开展研究，结合实验结果验证了模型的准确性。基于数值模拟分析了冲击过程中不同时刻的应力分布，计算得到结构产生裂纹的临界冲击速度为225 m/s左右，并进一步分析了钢材性能对复合结构抗冲击性能影响。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0060
摘要:
钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）棚洞是山区公路和铁路设施抗落石冲击的有效原位防护手段，利用LS-DYNA商用有限元软件开展了落石冲击无垫层、铺设厚砂垫层以及厚砂-发泡聚乙烯泡沫（expandable polyethylene, EPE）复合缓冲垫层的原型框架T梁式RC棚洞损伤破坏评估的精细化数值模拟分析。首先，建立落石冲击沪昆铁路某原型框架T梁式RC棚洞的精细化有限元模型。其次，通过与落锤（石）冲击无垫层、带砂和EPE垫层RC板试验结果对比，充分验证了数值仿真方法的适用性和可靠性。进一步，对比分析了落石冲击下无垫层、铺设砂和砂-EPE复合垫层棚洞的损伤破坏和动态响应。最后，以落石最大侵入深度达到棚洞顶板与垫层总厚度作为棚洞失效破坏阈值，给出了棚洞失效破坏对应的落石质量与临界冲击速度关系式，实现棚洞防护性能的快速评估。结果表明：(1) 无垫层棚洞的损伤破坏集中于顶板冲击区域，铺设砂垫层以及砂-EPE复合垫层可平均分别降低落石冲击力峰值92.8%和91.6%；(2) 落石冲击速度较小时，砂-EPE复合垫层的缓冲耗能效果优于砂垫层，冲击速度增大后，复合垫层的防护效果不及砂垫层，顶板承受的冲击力和冲击能量较铺设砂垫层分别增大了89.3%和37.8%；(3) 棚洞失效破坏对应的落石临界冲击速度随落石质量增大呈幂函数衰减规律，铺设垫层可使临界冲击速度提高52%~155%，显著提升棚洞的防护性能。
钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）棚洞是山区公路和铁路设施抗落石冲击的有效原位防护手段，利用LS-DYNA商用有限元软件开展了落石冲击无垫层、铺设厚砂垫层以及厚砂-发泡聚乙烯泡沫（expandable polyethylene, EPE）复合缓冲垫层的原型框架T梁式RC棚洞损伤破坏评估的精细化数值模拟分析。首先，建立落石冲击沪昆铁路某原型框架T梁式RC棚洞的精细化有限元模型。其次，通过与落锤（石）冲击无垫层、带砂和EPE垫层RC板试验结果对比，充分验证了数值仿真方法的适用性和可靠性。进一步，对比分析了落石冲击下无垫层、铺设砂和砂-EPE复合垫层棚洞的损伤破坏和动态响应。最后，以落石最大侵入深度达到棚洞顶板与垫层总厚度作为棚洞失效破坏阈值，给出了棚洞失效破坏对应的落石质量与临界冲击速度关系式，实现棚洞防护性能的快速评估。结果表明：(1) 无垫层棚洞的损伤破坏集中于顶板冲击区域，铺设砂垫层以及砂-EPE复合垫层可平均分别降低落石冲击力峰值92.8%和91.6%；(2) 落石冲击速度较小时，砂-EPE复合垫层的缓冲耗能效果优于砂垫层，冲击速度增大后，复合垫层的防护效果不及砂垫层，顶板承受的冲击力和冲击能量较铺设砂垫层分别增大了89.3%和37.8%；(3) 棚洞失效破坏对应的落石临界冲击速度随落石质量增大呈幂函数衰减规律，铺设垫层可使临界冲击速度提高52%~155%，显著提升棚洞的防护性能。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0259
摘要:
亚稳态高熵合金因其在高应变率下优异的力学性能而受到广泛关注；然而，由于对微观结构与冲击响应关系的认识不足，限制了其在高应变率下的工程应用。本研究采用一种结合晶体塑性有限元方法和卷积神经网络的深度学习框架，阐明了微观结构与冲击响应之间的关系。基于晶体塑性模拟收集数据集，该数据集包含高应变率下亚稳态高熵合金在拉伸、压缩及剪切载荷条件下不同织构的完整应力应变响应和相变体积分数的演变。构建了一个双分支卷积神经网络模型，输入为织构和载荷条件。该模型的两个分支用于预测不同的输出：即应力应变曲线与马氏体体积分数的演变。基于收集的数据集对卷积神经网络模型进行训练。结果表明，该模型能够准确预测高应变率条件下亚稳态高熵合金的冲击响应。该研究进一步证明了深度学习框架在保证预测精度的同时，相比晶体塑性有限元模拟具有显著的计算效率优势，为高效评估高应变率下亚稳态高熵合金的力学行为提供了一种新思路。
亚稳态高熵合金因其在高应变率下优异的力学性能而受到广泛关注；然而，由于对微观结构与冲击响应关系的认识不足，限制了其在高应变率下的工程应用。本研究采用一种结合晶体塑性有限元方法和卷积神经网络的深度学习框架，阐明了微观结构与冲击响应之间的关系。基于晶体塑性模拟收集数据集，该数据集包含高应变率下亚稳态高熵合金在拉伸、压缩及剪切载荷条件下不同织构的完整应力应变响应和相变体积分数的演变。构建了一个双分支卷积神经网络模型，输入为织构和载荷条件。该模型的两个分支用于预测不同的输出：即应力应变曲线与马氏体体积分数的演变。基于收集的数据集对卷积神经网络模型进行训练。结果表明，该模型能够准确预测高应变率条件下亚稳态高熵合金的冲击响应。该研究进一步证明了深度学习框架在保证预测精度的同时，相比晶体塑性有限元模拟具有显著的计算效率优势，为高效评估高应变率下亚稳态高熵合金的力学行为提供了一种新思路。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0474
摘要:
为探究地面混凝土垫层对于用于输水的埋地管道的防护机制，通过全尺寸企口式混凝土管道落石冲击现场试验（埋深2 m）结合DH8302动态应变系统与LS-DYNA数值模拟精细化建模，揭示了管道动应变分布规律及垫层参数的影响机制。研究结果表明：在埋深2 m的工况下，受落石冲击时，管身裂缝失稳扩展更易导致企口式混凝土管道发生泄漏；管身峰值拉应变随垫层厚度与强度增大呈非线性减小，垫层厚度需超过临界值（15 cm）方可显著耗能，且存在强度最优区间（C30~C35），过度提高强度反而会降低防护效能；垫层厚度的防护效能贡献占比达74%，防护设计应遵循“几何优先于材料”原则，建议采用C30~C35强度、厚度不低于0.2 m的混凝土垫层，可大幅降低管道冲击破坏风险。
为探究地面混凝土垫层对于用于输水的埋地管道的防护机制，通过全尺寸企口式混凝土管道落石冲击现场试验（埋深2 m）结合DH8302动态应变系统与LS-DYNA数值模拟精细化建模，揭示了管道动应变分布规律及垫层参数的影响机制。研究结果表明：在埋深2 m的工况下，受落石冲击时，管身裂缝失稳扩展更易导致企口式混凝土管道发生泄漏；管身峰值拉应变随垫层厚度与强度增大呈非线性减小，垫层厚度需超过临界值（15 cm）方可显著耗能，且存在强度最优区间（C30~C35），过度提高强度反而会降低防护效能；垫层厚度的防护效能贡献占比达74%，防护设计应遵循“几何优先于材料”原则，建议采用C30~C35强度、厚度不低于0.2 m的混凝土垫层，可大幅降低管道冲击破坏风险。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0190
摘要:
为了提升活性材料的力学和爆轰性能，在短切钛纤维添加到铝-聚四氟乙烯（Al/PTFE）基体中制备出Al/PTFE环状活性材料，并与RDX药柱形成Al/PTFE-RDX组合装药。利用万能材料试验机和分离式霍普金森杆研究了不同钛纤维含量对环状活性材料力学行为的影响；采用自由场爆炸测试系统、球形爆炸容器测试系统并结合比色测温技术，深入研究了短切钛纤维含量对组合装药的准静态压力、冲击波参数和热毁伤效应的影响。力学性能测试结果表明，随着钛纤维质量比的增加，Al/PTFE环状活性材料在静态压缩条件下的弹性模量、屈服强度、抗压强度等参数以及在高速撞击下的屈服强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势，并且均在短切钛纤维质量比为3%时达到最大值。爆炸性能实验结果表明，短切钛纤维能够显著改善Al/PTFE-RDX组合装药的爆炸性能，当短切钛纤维质量比为3%时，爆炸冲击波超压、正相作用时间和正冲量达到峰值分别为37.68 kPa、695.34 µs和12.34 Pa·s；而当短切钛纤维质量比为5%时后燃效应最显著，其爆炸准静态压力、火球最高平均温度和火球持续时间达到最大值70.50 kPa、2782 K和1668.90 μs。固体爆炸产物分析表明，短切钛纤维通过改善Al/PTFE基体力学强度、延缓Al/PTFE环状活性材料碎裂时间并促进界面反应并参与高温化学反应，产生的协同作用和正反馈效应可以同时增强Al/PTFE活性材料的力学韧性与能量释放效率。
为了提升活性材料的力学和爆轰性能，在短切钛纤维添加到铝-聚四氟乙烯（Al/PTFE）基体中制备出Al/PTFE环状活性材料，并与RDX药柱形成Al/PTFE-RDX组合装药。利用万能材料试验机和分离式霍普金森杆研究了不同钛纤维含量对环状活性材料力学行为的影响；采用自由场爆炸测试系统、球形爆炸容器测试系统并结合比色测温技术，深入研究了短切钛纤维含量对组合装药的准静态压力、冲击波参数和热毁伤效应的影响。力学性能测试结果表明，随着钛纤维质量比的增加，Al/PTFE环状活性材料在静态压缩条件下的弹性模量、屈服强度、抗压强度等参数以及在高速撞击下的屈服强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势，并且均在短切钛纤维质量比为3%时达到最大值。爆炸性能实验结果表明，短切钛纤维能够显著改善Al/PTFE-RDX组合装药的爆炸性能，当短切钛纤维质量比为3%时，爆炸冲击波超压、正相作用时间和正冲量达到峰值分别为37.68 kPa、695.34 µs和12.34 Pa·s；而当短切钛纤维质量比为5%时后燃效应最显著，其爆炸准静态压力、火球最高平均温度和火球持续时间达到最大值70.50 kPa、
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0329
摘要:
利用具有多源、异构、重叠等特征的爆炸事故调查报告建立意外爆炸毁伤知识图谱，对进行数据驱动的爆炸评估以及溯源具有重要作用。针对意外爆炸事故调查数据中存在重叠和嵌套事件的特点，采用以事件联合抽取为核心的知识图谱构建方法以及爆炸调查报告构建了意外爆炸毁伤知识图谱；通过余弦相似度在知识图谱中检索类似爆炸事件并采用贝叶斯分类方法进行分类，较准确地实现了对贝鲁特港口爆炸事故爆炸源物资种类的确定。知识图谱构建结果表明，在意外爆炸毁伤语料库上的事件分类以及事件元素分类分析表明，相较于现有抽取模型，提出的基于动态掩码的事件联合抽取方法的F1值分别提高至少2%和5.4%。溯源分析表明，基于知识图谱的溯源与传统的人工溯源相比，其速度和准确性都有较大的提高。
利用具有多源、异构、重叠等特征的爆炸事故调查报告建立意外爆炸毁伤知识图谱，对进行数据驱动的爆炸评估以及溯源具有重要作用。针对意外爆炸事故调查数据中存在重叠和嵌套事件的特点，采用以事件联合抽取为核心的知识图谱构建方法以及爆炸调查报告构建了意外爆炸毁伤知识图谱；通过余弦相似度在知识图谱中检索类似爆炸事件并采用贝叶斯分类方法进行分类，较准确地实现了对贝鲁特港口爆炸事故爆炸源物资种类的确定。知识图谱构建结果表明，在意外爆炸毁伤语料库上的事件分类以及事件元素分类分析表明，相较于现有抽取模型，提出的基于动态掩码的事件联合抽取方法的F1值分别提高至少2%和5.4%。溯源分析表明，基于知识图谱的溯源与传统的人工溯源相比，其速度和准确性都有较大的提高。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0301
摘要:
为准确描述核级不锈钢Z2CN18.10在动态载荷下的力学行为，通过电子万能试验机和传统Hopkinson拉杆系统开展了准静态与高应变率拉伸试验，获取了该材料在常温至400 ℃、应变率10−3~103 s−1范围内的应力-应变响应。针对传统Hopkinson杆无法实现大应变加载的局限，采用电磁驱动双向Hopkinson拉杆测量了Z2CN18.10不锈钢在不同应力三轴度下的失效应变。基于实验数据拟合了Johnson-Cook本构模型和失效准则参数，并通过空气炮高速冲击试验验证了模型的有效性。结果表明，数值仿真与试验关于破孔尺寸、峰值应变和支撑反力的差值分别为4.4%、7.5%和2.3%，吻合良好。建立的Z2CN18.10不锈钢可靠动态本构模型和失效准则可为核电站管道系统的抗冲击设计与安全评估提供了重要的方法与数据基础。
为准确描述核级不锈钢Z2CN18.10在动态载荷下的力学行为，通过电子万能试验机和传统Hopkinson拉杆系统开展了准静态与高应变率拉伸试验，获取了该材料在常温至400 ℃、应变率10−3~103 s−1范围内的应力-应变响应。针对传统Hopkinson杆无法实现大应变加载的局限，采用电磁驱动双向Hopkinson拉杆测量了Z2CN18.10不锈钢在不同应力三轴度下的失效应变。基于实验数据拟合了Johnson-Cook本构模型和失效准则参数，并通过空气炮高速冲击试验验证了模型的有效性。结果表明，数值仿真与试验关于破孔尺寸、峰值应变和支撑反力的差值分别为4.4%、7.5%和2.3%，吻合良好。建立的Z2CN18.10不锈钢可靠动态本构模型和失效准则可为核电站管道系统的抗冲击设计与安全评估提供了重要的方法与数据基础。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0326
摘要:
为研究钽合金爆炸成型弹丸（explosively-formed projectile，EFP）侵彻靶板产生靶后破片的空间散布，首先开展了钽合金EFP侵彻45钢的X光及破片散布试验；其次，采用经试验验证的FE-SPH（finite element-smoothed particle hydrodynamics）固定耦合方法开展了多种弹、靶条件下EFP垂直侵彻靶板的数值模拟，获得了靶后破片空间散布的数据集；最后，采用基于贝叶斯优化的支持向量回归对靶后破片密集飞散角数据进行训练，得到了基于贝叶斯优化的支持向量回归模型。研究结果表明：从试验结果来看，靶后破片云形貌为典型的截椭球状，由于钽、钢密度差异导致不同材料破片径向膨胀能力不同，钢破片分布在椭球的外表面而钽破片分布在椭球的内表面，靶后破片主要集中在验证靶上中心穿孔处周围的圆形区域；采用FE-SPH固定耦合方法模拟再现了靶后破片的形成过程，得到的靶后破片云形貌与试验结果十分接近，靶后破片平均最大飞散角与试验结果相对误差不超过10%，验证了数值模拟结果的准确性；建立的基于贝叶斯优化的支持向量回归模型能够实现对不同靶板厚度、着靶速度条件下靶后破片的密集飞散角的准确预测，数值模拟结果与模型预测结果最大相对误差均小于10%，在此基础上可以实现对靶后一定距离内验证靶毁伤面积的快速预测。
为研究钽合金爆炸成型弹丸（explosively-formed projectile，EFP）侵彻靶板产生靶后破片的空间散布，首先开展了钽合金EFP侵彻45钢的X光及破片散布试验；其次，采用经试验验证的FE-SPH（finite element-smoothed particle hydrodynamics）固定耦合方法开展了多种弹、靶条件下EFP垂直侵彻靶板的数值模拟，获得了靶后破片空间散布的数据集；最后，采用基于贝叶斯优化的支持向量回归对靶后破片密集飞散角数据进行训练，得到了基于贝叶斯优化的支持向量回归模型。研究结果表明：从试验结果来看，靶后破片云形貌为典型的截椭球状，由于钽、钢密度差异导致不同材料破片径向膨胀能力不同，钢破片分布在椭球的外表面而钽破片分布在椭球的内表面，靶后破片主要集中在验证靶上中心穿孔处周围的圆形区域；采用FE-SPH固定耦合方法模拟再现了靶后破片的形成过程，得到的靶后破片云形貌与试验结果十分接近，靶后破片平均最大飞散角与试验结果相对误差不超过10%，验证了数值模拟结果的准确性；建立的基于贝叶斯优化的支持向量回归模型能够实现对不同靶板厚度、着靶速度条件下靶后破片的密集飞散角的准确预测，数值模拟结果与模型预测结果最大相对误差均小于10%，在此基础上可以实现对靶后一定距离内验证靶毁伤面积的快速预测。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0269
摘要:
背景纹影（background-oriented schlieren，BOS）技术因其非接触与高时空分辨率的优势，已成为爆炸力学外场试验的重要测量手段，但受强光干扰、产物散射及冲击波信号微弱且形态复杂等因素影响，BOS图像中波阵面的自动精确提取十分困难。为此，提出了一种结构感知加权变分光流方法（structure-aware weighted variational optical flow，SAW-VF），用于对冲击波的高速瞬态位移场进行鲁棒量化，其核心是最小化一个针对性构建的能量泛函：首先，在数据保真项中融合一阶光度与二阶Hessian矩阵不变性约束，从而显著增强对冲击波线状局部几何特征的敏感性；其次，引入由归一化互相关（normalized cross-correlation，NCC）驱动的空间自适应加权机制，能够动态抑制严重畸变区域对估计结果的负面影响；然后，采用受佩罗娜-马利克（perona-malik）扩散启发的各向异性正则项，以有效保护冲击波锋锐的运动边界。为了以应对大位移运动，整个优化过程嵌入由粗至精的高斯金字塔框架中。在此基础上，进一步构建了物理模型驱动的波阵面拟合方法，通过最大内点集优化与冲击波动力学约束精确提取波阵面。最终，通过基于几何标定与时间序列估计冲击波半径及传播速度，结合兰金-雨贡纽（rankine-hugoniot）理论实现非接触式超压定量测量。在TNT爆炸试验中，该方法测量结果与压力传感器数据的相对误差为0.93%~9.85%，验证了其在冲击波非侵入式超压测量中的有效性与准确性。
背景纹影（background-oriented schlieren，BOS）技术因其非接触与高时空分辨率的优势，已成为爆炸力学外场试验的重要测量手段，但受强光干扰、产物散射及冲击波信号微弱且形态复杂等因素影响，BOS图像中波阵面的自动精确提取十分困难。为此，提出了一种结构感知加权变分光流方法（structure-aware weighted variational optical flow，SAW-VF），用于对冲击波的高速瞬态位移场进行鲁棒量化，其核心是最小化一个针对性构建的能量泛函：首先，在数据保真项中融合一阶光度与二阶Hessian矩阵不变性约束，从而显著增强对冲击波线状局部几何特征的敏感性；其次，引入由归一化互相关（normalized cross-correlation，NCC）驱动的空间自适应加权机制，能够动态抑制严重畸变区域对估计结果的负面影响；然后，采用受佩罗娜-马利克（perona-malik）扩散启发的各向异性正则项，以有效保护冲击波锋锐的运动边界。为了以应对大位移运动，整个优化过程嵌入由粗至精的高斯金字塔框架中。在此基础上，进一步构建了物理模型驱动的波阵面拟合方法，通过最大内点集优化与冲击波动力学约束精确提取波阵面。最终，通过基于几何标定与时间序列估计冲击波半径及传播速度，结合兰金-雨贡纽（rankine-hugoniot）理论实现非接触式超压定量测量。在TNT爆炸试验中，该方法测量结果与压力传感器数据的相对误差为0.93%~9.85%，验证了其在冲击波非侵入式超压测量中的有效性与准确性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0072
摘要:
为提升防爆墙的抗爆性能，将负泊松比结构与超高韧性水泥基复合材料（ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC）结合，并通过爆炸试验与数值模拟相结合的方法，研究分析负泊松比靶板的抗爆性能，证明UHTCC负泊松比靶板的抗爆性能优越性。首先，利用混凝土3D打印技术实现负泊松比结构建造，并通过靶板接触爆炸试验结果验证有限元模型的可靠性。在此基础上，利用该有限元模型模拟分析了靶板材料、结构、胞元内凹角及实心层厚度占比等因素对接触爆炸下结构破坏形态与能量消耗的影响。结果表明：（1）具有高韧性的UHTCC靶板抗爆性能显著优于混凝土靶板；（2）3种结构中，负泊松比结构板吸能能力最强，实心板更能保持结构的完整性；（3）当负泊松比胞元内凹角为61°时抗爆性能最优，过小或过大均降低结构抗爆性；（4）负泊松比结构厚度占靶板总厚度过大时抗爆性能弱，结构破坏严重，可上下层同时或仅背爆面增加实心层厚度，在有效削弱爆炸冲击波、吸收能量的同时，提高结构完整性。研究验证了负泊松比UHTCC板抗爆性能优越性，并为基于负泊松比结构的防爆墙设计提供了理论依据。
为提升防爆墙的抗爆性能，将负泊松比结构与超高韧性水泥基复合材料（ultra-high toughness cementitious composites, UHTCC）结合，并通过爆炸试验与数值模拟相结合的方法，研究分析负泊松比靶板的抗爆性能，证明UHTCC负泊松比靶板的抗爆性能优越性。首先，利用混凝土3D打印技术实现负泊松比结构建造，并通过靶板接触爆炸试验结果验证有限元模型的可靠性。在此基础上，利用该有限元模型模拟分析了靶板材料、结构、胞元内凹角及实心层厚度占比等因素对接触爆炸下结构破坏形态与能量消耗的影响。结果表明：（1）具有高韧性的UHTCC靶板抗爆性能显著优于混凝土靶板；（2）3种结构中，负泊松比结构板吸能能力最强，实心板更能保持结构的完整性；（3）当负泊松比胞元内凹角为61°时抗爆性能最优，过小或过大均降低结构抗爆性；（4）负泊松比结构厚度占靶板总厚度过大时抗爆性能弱，结构破坏严重，可上下层同时或仅背爆面增加实心层厚度，在有效削弱爆炸冲击波、吸收能量的同时，提高结构完整性。研究验证了负泊松比UHTCC板抗爆性能优越性，并为基于负泊松比结构的防爆墙设计提供了理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2024-0428
摘要:
为深入研究触地爆下建筑表面冲击波载荷分布规律，首先开展了实验室环境下精细缩比实验，获取了球形炸药触地爆下缩比建筑模型表面测点冲击波压力时间曲线，得到了不同工况下冲击波特征参数分布规律；随后发展了冲击波传播数值模拟方法，并使用缩比实验数据对模拟方法进行校核，通过数值方法重点对建筑背爆面载荷分布及冲击波历程进行分析；最后发展了基于冲击波时程分析和叠加法则的理论分析方法，得到了建筑背爆面载荷分布的量化分析模型，并利用模拟结果进行验证。研究结果表明触地爆下建筑迎爆面最大冲击波载荷位于建筑底部，整体载荷分布较均匀；建筑背爆面载荷主要集中在顶角两侧及中轴线区域，由顶边和侧边绕射冲击波叠加形成，最大超压出现在不同绕射冲击波交汇位置，其位置和大小受建筑尺寸和爆心距影响。
为深入研究触地爆下建筑表面冲击波载荷分布规律，首先开展了实验室环境下精细缩比实验，获取了球形炸药触地爆下缩比建筑模型表面测点冲击波压力时间曲线，得到了不同工况下冲击波特征参数分布规律；随后发展了冲击波传播数值模拟方法，并使用缩比实验数据对模拟方法进行校核，通过数值方法重点对建筑背爆面载荷分布及冲击波历程进行分析；最后发展了基于冲击波时程分析和叠加法则的理论分析方法，得到了建筑背爆面载荷分布的量化分析模型，并利用模拟结果进行验证。研究结果表明触地爆下建筑迎爆面最大冲击波载荷位于建筑底部，整体载荷分布较均匀；建筑背爆面载荷主要集中在顶角两侧及中轴线区域，由顶边和侧边绕射冲击波叠加形成，最大超压出现在不同绕射冲击波交汇位置，其位置和大小受建筑尺寸和爆心距影响。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0108
摘要:
为研究混凝土靶体损伤对弹体侵彻性能的影响效果，基于空腔膨胀理论，完善了弹体侵彻预损伤混凝土半经验模型，采用前级射流、后级动能弹体对混凝土靶进行了连续侵彻试验，获得了影响弹体侵彻预损伤混凝土性能的关键因素，结合预损伤混凝土靶体中混凝土材料强度变化关系，分析了弹靶参数对弹体二次侵彻性能的影响规律。结果表明：靶体预损伤对弹体侵彻深度的增益效果由开坑体积差及混凝土损伤共同影响，且混凝土损伤为主要影响因素；当靶体内存在有限长损伤区，靶体开孔直径是弹体直径的0.3~0.5倍时，靶体损伤对弹体侵彻深度增益最为明显；当靶体内存在贯穿损伤区，靶体开孔直径与弹体直径的比值为0.3时，预损伤靶体与预开孔靶体中弹体侵彻深度差异较为明显，且随着比值进一步增加，两者差异逐渐增加；当靶体损伤状态一定时，减小弹体直径或增大尖卵形弹体头部CRH对增加侵彻深度更为有利。
为研究混凝土靶体损伤对弹体侵彻性能的影响效果，基于空腔膨胀理论，完善了弹体侵彻预损伤混凝土半经验模型，采用前级射流、后级动能弹体对混凝土靶进行了连续侵彻试验，获得了影响弹体侵彻预损伤混凝土性能的关键因素，结合预损伤混凝土靶体中混凝土材料强度变化关系，分析了弹靶参数对弹体二次侵彻性能的影响规律。结果表明：靶体预损伤对弹体侵彻深度的增益效果由开坑体积差及混凝土损伤共同影响，且混凝土损伤为主要影响因素；当靶体内存在有限长损伤区，靶体开孔直径是弹体直径的0.3~0.5倍时，靶体损伤对弹体侵彻深度增益最为明显；当靶体内存在贯穿损伤区，靶体开孔直径与弹体直径的比值为0.3时，预损伤靶体与预开孔靶体中弹体侵彻深度差异较为明显，且随着比值进一步增加，两者差异逐渐增加；当靶体损伤状态一定时，减小弹体直径或增大尖卵形弹体头部CRH对增加侵彻深度更为有利。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0103
摘要:
为准确表征金属材料在高应变速率下的应力-应变本构关系，提出了基于图神经网络（graph neural networks，GNN）和KAN（Kolmogorov-Arnold networks）的本构关系的高精度预测模型。为解决传统Johnson-Cook（JC）模型不考虑温度、应变速率与应变之间的耦合效应问题，在GNN模型中构建图结构数据以描述多维参数的非线性关联，在KAN模型中基于Kolmogorov-Arnold定理实现高维输入空间的非线性映射。基于ODS（oxide dispersion strengthened）铜合金的高应变率压缩实验，评估了GNN、KAN和JC的本构关系描述和预测精度。结果表明：GNN与KAN模型在测试集中的平均相对误差分别为8.0%与9.0%，决定系数均高于0.95，显著优于JC模型（平均相对误差为38.0%，决定系数为0.75）；将所构建的本构关系模型应用在有限元仿真中，GNN和KAN模型预测的等效塑性应变与应力分布更符合理论特征，而JC模型无法准确描述材料的软化阶段，仿真结果偏差较大。所构建的模型能有效捕捉高应变速率下材料的多场耦合特性，为极端载荷条件下的应力-应变本构关系提供了新的预测方法。
为准确表征金属材料在高应变速率下的应力-应变本构关系，提出了基于图神经网络（graph neural networks，GNN）和KAN（Kolmogorov-Arnold networks）的本构关系的高精度预测模型。为解决传统Johnson-Cook（JC）模型不考虑温度、应变速率与应变之间的耦合效应问题，在GNN模型中构建图结构数据以描述多维参数的非线性关联，在KAN模型中基于Kolmogorov-Arnold定理实现高维输入空间的非线性映射。基于ODS（oxide dispersion strengthened）铜合金的高应变率压缩实验，评估了GNN、KAN和JC的本构关系描述和预测精度。结果表明：GNN与KAN模型在测试集中的平均相对误差分别为8.0%与9.0%，决定系数均高于0.95，显著优于JC模型（平均相对误差为38.0%，决定系数为0.75）；将所构建的本构关系模型应用在有限元仿真中，GNN和KAN模型预测的等效塑性应变与应力分布更符合理论特征，而JC模型无法准确描述材料的软化阶段，仿真结果偏差较大。所构建的模型能有效捕捉高应变速率下材料的多场耦合特性，为极端载荷条件下的应力-应变本构关系提供了新的预测方法。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0290
摘要:
超重力离心模型试验是模拟原型爆炸效应的有效手段，其成功应用依赖于能够复现原状土动力响应的相似土样。针对砂砾土爆炸离心模拟中存在的粒径效应与材料相似性难题，建立一套系统的相似土样配制与验证方法。通过理论分析，将影响爆炸地冲击效应的关键土性参数聚焦于密度和波速（波阻抗），而控制这些参数的核心是土体的级配特征。采用剔除法、等量替代法、相似级配法和混合法4种缩尺方法制备了12种不同最大粒径的相似土样，通过孔隙比试验和有效围压下的弯曲元测试，揭示了砂砾土极孔隙比与细粒含量、平均粒径的量化关系，进而建立了小应变弹性模量的经验预测模型。通过对比模型预测的波速与原位实测数据，结果表明：不均匀系数、细粒含量和平均粒径是实现砂砾土爆炸动力相似的关键控制指标；采用等量替代法配制的最大粒径为10 mm的相似土样，在上述指标上与原状土最等效。基于此相似土样的超重力离心爆炸试验进一步证实，爆源平面内的归一化峰值加速度衰减规律与原位数据高度一致。通过控制关键级配指标并采用等量替代法，可成功配制出在爆炸动力响应上与原状砂砾土等效的相似材料，从而为相关领域的离心机模型试验提供切实可行的技术途径。
超重力离心模型试验是模拟原型爆炸效应的有效手段，其成功应用依赖于能够复现原状土动力响应的相似土样。针对砂砾土爆炸离心模拟中存在的粒径效应与材料相似性难题，建立一套系统的相似土样配制与验证方法。通过理论分析，将影响爆炸地冲击效应的关键土性参数聚焦于密度和波速（波阻抗），而控制这些参数的核心是土体的级配特征。采用剔除法、等量替代法、相似级配法和混合法4种缩尺方法制备了12种不同最大粒径的相似土样，通过孔隙比试验和有效围压下的弯曲元测试，揭示了砂砾土极孔隙比与细粒含量、平均粒径的量化关系，进而建立了小应变弹性模量的经验预测模型。通过对比模型预测的波速与原位实测数据，结果表明：不均匀系数、细粒含量和平均粒径是实现砂砾土爆炸动力相似的关键控制指标；采用等量替代法配制的最大粒径为10 mm的相似土样，在上述指标上与原状土最等效。基于此相似土样的超重力离心爆炸试验进一步证实，爆源平面内的归一化峰值加速度衰减规律与原位数据高度一致。通过控制关键级配指标并采用等量替代法，可成功配制出在爆炸动力响应上与原状砂砾土等效的相似材料，从而为相关领域的离心机模型试验提供切实可行的技术途径。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0288
摘要:
桁架类点阵超材料是一类超轻质承载吸能材料，在冲击防护领域具有广阔的应用前景。然而，由于点阵超材料细观构型参数空间庞大，且构型参数与力学响应之间存在复杂的非线性关系，其性能优化面临巨大挑战。针对上述问题，基于桁架类点阵超材料的细观结构特征，提出了一种高效的快速数字化建模方法，并利用 Python 脚本驱动 Abaqus 仿真软件，实现了材料的批量化建模与仿真分析。在此基础上，通过有限元数值模拟建立了不同构型点阵超材料的准静态压缩性能数据集，并利用实验验证了数据集的可靠性。随后，训练了一个人工神经网络（artificial neural network，ANN）模型作为代理函数，并将其嵌入非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm II，NSGA-II），对点阵超材料开展多目标优化设计，获得了具有高承载能力、高吸能特性以及兼顾承载吸能性能的点阵超材料构型。研究结果表明，融合机器学习技术与有限元仿真，可有效降低优化设计的计算成本，为复杂点阵超材料的快速性能优化与定制化设计提供技术支撑。
桁架类点阵超材料是一类超轻质承载吸能材料，在冲击防护领域具有广阔的应用前景。然而，由于点阵超材料细观构型参数空间庞大，且构型参数与力学响应之间存在复杂的非线性关系，其性能优化面临巨大挑战。针对上述问题，基于桁架类点阵超材料的细观结构特征，提出了一种高效的快速数字化建模方法，并利用 Python 脚本驱动 Abaqus 仿真软件，实现了材料的批量化建模与仿真分析。在此基础上，通过有限元数值模拟建立了不同构型点阵超材料的准静态压缩性能数据集，并利用实验验证了数据集的可靠性。随后，训练了一个人工神经网络（artificial neural network，ANN）模型作为代理函数，并将其嵌入非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm II，NSGA-II），对点阵超材料开展多目标优化设计，获得了具有高承载能力、高吸能特性以及兼顾承载吸能性能的点阵超材料构型。研究结果表明，融合机器学习技术与有限元仿真，可有效降低优化设计的计算成本，为复杂点阵超材料的快速性能优化与定制化设计提供技术支撑。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
摘要:
为解决材料动态复合加载过程中实现稳定应力比的难题，基于电磁Hopkinson杆（electromagnetic Hopkinson bar, ESHB）平台开发了一种新型装置，实现了单边同步动态拉/压-扭复合加载。阐述了装置的构型与加载原理，该装置可以独立产生梯形拉伸/压缩应力波和扭转应力波。通过精度达0.1 μs的数字延时发生器确保了加载的同步性，可将不同类型波到达试样的时间差控制在5 μs内，克服了波速不同带来的挑战。此外，还分析了同步控制方法及波的传播历程。为验证该装置，对CoCrFeMnNi高熵合金试样进行了动态拉-扭实验。实验结果证明了该装置的高可靠性和有效性，加载过程中可以实现试样达到约1.7的稳定应力比。更重要的是，实验证明梯形波加载能显著提升动态复合加载中的应力比稳定性，效果远超正弦波加载。该实验方法使研究材料在复杂应力状态（高应变率、多轴加载）下的动态力学响应成为可能，稳定应力比加载的成功实现，为精准表征动态多轴条件下材料的屈服准则与失效机制开辟了新途径。
为解决材料动态复合加载过程中实现稳定应力比的难题，基于电磁Hopkinson杆（electromagnetic Hopkinson bar, ESHB）平台开发了一种新型装置，实现了单边同步动态拉/压-扭复合加载。阐述了装置的构型与加载原理，该装置可以独立产生梯形拉伸/压缩应力波和扭转应力波。通过精度达0.1 μs的数字延时发生器确保了加载的同步性，可将不同类型波到达试样的时间差控制在5 μs内，克服了波速不同带来的挑战。此外，还分析了同步控制方法及波的传播历程。为验证该装置，对CoCrFeMnNi高熵合金试样进行了动态拉-扭实验。实验结果证明了该装置的高可靠性和有效性，加载过程中可以实现试样达到约1.7的稳定应力比。更重要的是，实验证明梯形波加载能显著提升动态复合加载中的应力比稳定性，效果远超正弦波加载。该实验方法使研究材料在复杂应力状态（高应变率、多轴加载）下的动态力学响应成为可能，稳定应力比加载的成功实现，为精准表征动态多轴条件下材料的屈服准则与失效机制开辟了新途径。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0040
摘要:
随着全球恐怖主义和工业事故的增加，对基础设施在爆炸冲击下的安全性研究变得尤为迫切。试验作为探究材料和结构在爆炸冲击下动力响应和损伤特性的关键手段，它能安全、高效、准确地模拟爆炸冲击加载技术成为了该领域的研究热点与挑战。综述了模拟远场爆炸荷载的等效加载试验技术的研究进展，包括炸药驱动激波管、高压气体驱动激波管、落锤冲击试验机和液压驱动模拟器等。这些技术在模拟爆炸冲击波方面各有优势和局限，但都致力于提供一个安全、可控的实验环境，以复现爆炸产生的高速气流和冲击波。通过对比分析，揭示了各种技术在模拟爆炸载荷的准确性、适用性和操作便利性等，并讨论了它们在实际应用中的潜力和挑战。最后，介绍了一种基于液气相变膨胀的新型模拟爆炸加载试验技术并展望了后续研究方向。
随着全球恐怖主义和工业事故的增加，对基础设施在爆炸冲击下的安全性研究变得尤为迫切。试验作为探究材料和结构在爆炸冲击下动力响应和损伤特性的关键手段，它能安全、高效、准确地模拟爆炸冲击加载技术成为了该领域的研究热点与挑战。综述了模拟远场爆炸荷载的等效加载试验技术的研究进展，包括炸药驱动激波管、高压气体驱动激波管、落锤冲击试验机和液压驱动模拟器等。这些技术在模拟爆炸冲击波方面各有优势和局限，但都致力于提供一个安全、可控的实验环境，以复现爆炸产生的高速气流和冲击波。通过对比分析，揭示了各种技术在模拟爆炸载荷的准确性、适用性和操作便利性等，并讨论了它们在实际应用中的潜力和挑战。最后，介绍了一种基于液气相变膨胀的新型模拟爆炸加载试验技术并展望了后续研究方向。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0282
摘要:
受三浦折纸和星形蜂窝的混杂拓扑设计启发，提出了一种新型折纸超材料夹芯复合结构，并融合机器学习实现了其低速冲击响应的预测和多目标优化。通过落锤冲击实验和有限元仿真，系统探究了该结构在低速冲击下的动态力学响应和变形失效模式。结果表明，折纸启发的拓扑结构有效地将传统蜂窝结构的瞬时完全断裂转化为了渐进压溃失效，从而显著提升了其抗冲击性能。随后提出了残差连接增强的深度学习模型，实现了对该结构完整低速冲击响应的快速精确端到端预测，计算效率较有限元仿真大幅提升。并基于此参数分析了关键角度对冲击响应和等效密度的调控机理，特别是角度变化诱导的壁板拉压变形与折痕弯曲变形间的载荷重新分布现象，使结构能在承载型与缓冲型功能间切换，提供了冲击响应与失效模式主动可调控的机理依据。最后，进一步结合强化学习和帕累托前沿分析，以训练完备的深度学习模型作为代理模型，针对承载防护和缓冲防护需求实现了结构的轻量化多目标优化。在等效密度相近时，折纸超材料能够实现峰值力的大范围调控，有益于针对不同防护场景按需定制化开发的防护结构。
受三浦折纸和星形蜂窝的混杂拓扑设计启发，提出了一种新型折纸超材料夹芯复合结构，并融合机器学习实现了其低速冲击响应的预测和多目标优化。通过落锤冲击实验和有限元仿真，系统探究了该结构在低速冲击下的动态力学响应和变形失效模式。结果表明，折纸启发的拓扑结构有效地将传统蜂窝结构的瞬时完全断裂转化为了渐进压溃失效，从而显著提升了其抗冲击性能。随后提出了残差连接增强的深度学习模型，实现了对该结构完整低速冲击响应的快速精确端到端预测，计算效率较有限元仿真大幅提升。并基于此参数分析了关键角度对冲击响应和等效密度的调控机理，特别是角度变化诱导的壁板拉压变形与折痕弯曲变形间的载荷重新分布现象，使结构能在承载型与缓冲型功能间切换，提供了冲击响应与失效模式主动可调控的机理依据。最后，进一步结合强化学习和帕累托前沿分析，以训练完备的深度学习模型作为代理模型，针对承载防护和缓冲防护需求实现了结构的轻量化多目标优化。在等效密度相近时，折纸超材料能够实现峰值力的大范围调控，有益于针对不同防护场景按需定制化开发的防护结构。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0100
摘要:
高速破片撞击燃油箱时产生液压水锤效应，其引发的燃油喷溅可能导致燃油箱引燃甚至爆炸，从而降低高价值目标的生存能力。为研究液压水锤效应导致的燃油喷溅特性，进行了高速破片撞击模拟燃油箱的试验，测试并分析了喷溅燃油的速度特性和空间分布特性；提出了液团初始运动速度v0与液团发散速度的概念，在此基础上建立了描述喷溅燃油时空分布的理论模型；根据侵彻孔口的裂纹情况和孔边缘金属材料的形状变化，并考虑液体内压力分布的影响，对流量系数Cv的取值进行分类：当v0≤737 m/s时，Cv的取值范围为0.60～0.70；当737 m/s<v0<906 m/s时，Cv的取值范围为0.25～0.55；当v0≥906 m/s时，Cv的取值范围为0.75～0.95。研究表明，燃油喷溅轴向距离的理论计算结果与试验结果平均误差在15%以内，修正后的径向距离理论计算结果与试验结果误差在5%左右，即理论模型计算结果可较好复现试验结果。
高速破片撞击燃油箱时产生液压水锤效应，其引发的燃油喷溅可能导致燃油箱引燃甚至爆炸，从而降低高价值目标的生存能力。为研究液压水锤效应导致的燃油喷溅特性，进行了高速破片撞击模拟燃油箱的试验，测试并分析了喷溅燃油的速度特性和空间分布特性；提出了液团初始运动速度v0与液团发散速度的概念，在此基础上建立了描述喷溅燃油时空分布的理论模型；根据侵彻孔口的裂纹情况和孔边缘金属材料的形状变化，并考虑液体内压力分布的影响，对流量系数Cv的取值进行分类：当v0≤737 m/s时，Cv的取值范围为0.60～0.70；当737 m/s<v0<906 m/s时，Cv的取值范围为0.25～0.55；当v0≥906 m/s时，Cv的取值范围为0.75～0.95。研究表明，燃油喷溅轴向距离的理论计算结果与试验结果平均误差在15%以内，修正后的径向距离理论计算结果与试验结果误差在5%左右，即理论模型计算结果可较好复现试验结果。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0250
摘要:
装配式建筑结构因其节能环保、质量可控及施工高效快捷等优点，在土木工程中得到了广泛应用。作为装配式建筑结构的核心受力构件，预制钢筋混凝土（precast reinforced concrete，PC）板易受燃气爆炸、工业爆炸和恐怖袭击等威胁。为了准确评估PC板在爆炸作用下的损伤状态，提升结构抗爆能力，并降低人员伤亡风险，通过构建PC板爆炸响应数据集，选取6项几何结构参数和2项爆炸荷载参数作为输入特征，采用3种不同的机器学习算法（GPR、RF和XGBoost）对PC板的最大位移进行预测，采用均方根误差、决定系数、平均绝对误差、散射系数及综合性能目标函数值5项回归评价指标，对3种模型的预测精度进行对比分析；提出了基于支座转角损伤准则的损伤分类评估模型，利用混淆矩阵和5项分类指标（准确率、精确率、召回率、F1分数和Kappa系数）分析3种准则下模型的性能差异，并与简化后的模型及经验预测方法进行对比。结果表明：在最大位移预测方面，3种机器学习模型中表现最佳的为XGBoost模型，其拟合性优于GPR和RF模型且综合性能最优；在损伤分类预测方面，基于准则Ⅱ的XGBoost损伤分类模型性能最优，损伤识别准确率达92.5%，显示出其高效的损伤类型识别能力。基于XGBoost算法的爆炸作用下PC板损伤分类评估模型具有强大的性能，对结构抗爆和爆后快速损伤评定具有参考价值。
装配式建筑结构因其节能环保、质量可控及施工高效快捷等优点，在土木工程中得到了广泛应用。作为装配式建筑结构的核心受力构件，预制钢筋混凝土（precast reinforced concrete，PC）板易受燃气爆炸、工业爆炸和恐怖袭击等威胁。为了准确评估PC板在爆炸作用下的损伤状态，提升结构抗爆能力，并降低人员伤亡风险，通过构建PC板爆炸响应数据集，选取6项几何结构参数和2项爆炸荷载参数作为输入特征，采用3种不同的机器学习算法（GPR、RF和XGBoost）对PC板的最大位移进行预测，采用均方根误差、决定系数、平均绝对误差、散射系数及综合性能目标函数值5项回归评价指标，对3种模型的预测精度进行对比分析；提出了基于支座转角损伤准则的损伤分类评估模型，利用混淆矩阵和5项分类指标（准确率、精确率、召回率、F1分数和Kappa系数）分析3种准则下模型的性能差异，并与简化后的模型及经验预测方法进行对比。结果表明：在最大位移预测方面，3种机器学习模型中表现最佳的为XGBoost模型，其拟合性优于GPR和RF模型且综合性能最优；在损伤分类预测方面，基于准则Ⅱ的XGBoost损伤分类模型性能最优，损伤识别准确率达92.5%，显示出其高效的损伤类型识别能力。基于XGBoost算法的爆炸作用下PC板损伤分类评估模型具有强大的性能，对结构抗爆和爆后快速损伤评定具有参考价值。
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0154
摘要:
燃气泄漏爆炸事故严重威胁公共安全，而准确预测可燃气体泄漏爆炸效应的先决条件是确定气体泄漏后的浓度分布。为构建可燃气体泄漏扩散的实时全场时空预测模型，实现等效气云体积的高效预测，提出一种基于双神经网络架构与多阶段训练策略的图神经网络模型（multi-stage dual graph neural network, MSDGNN）。该模型包含2个协同工作的子网络：（1）浓度网络（Ncon），用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；（2）体积网络（Nvol），用于生成每个时间步的等效气体云体积，为爆炸风险评估提供量化指标。为进一步提升模型性能，开发了分阶段渐进式训练策略对双网络进行联合优化。验证结果表明：相较于传统单一网络架构（如mesh-based graph network，MGN），双网络架构通过解耦浓度场预测与等效气云体积预测任务，有效规避了单目标损失函数中权重因子对训练过程的干扰。多阶段训练策略通过分步参数优化，可解决传统方法对训练数据拟合不足的问题，使浓度场与等效气云体积的平均绝对百分误差\begin{document}$ {{ \varepsilon }}_{\rm{MAPE}} $\end{document} ![]()
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燃气泄漏爆炸事故严重威胁公共安全，而准确预测可燃气体泄漏爆炸效应的先决条件是确定气体泄漏后的浓度分布。为构建可燃气体泄漏扩散的实时全场时空预测模型，实现等效气云体积的高效预测，提出一种基于双神经网络架构与多阶段训练策略的图神经网络模型（multi-stage dual graph neural network, MSDGNN）。该模型包含2个协同工作的子网络：（1）浓度网络（Ncon），用于建立连续时间步浓度场之间的映射关系；（2）体积网络（Nvol），用于生成每个时间步的等效气体云体积，为爆炸风险评估提供量化指标。为进一步提升模型性能，开发了分阶段渐进式训练策略对双网络进行联合优化。验证结果表明：相较于传统单一网络架构（如mesh-based graph network，MGN），双网络架构通过解耦浓度场预测与等效气云体积预测任务，有效规避了单目标损失函数中权重因子对训练过程的干扰。多阶段训练策略通过分步参数优化，可解决传统方法对训练数据拟合不足的问题，使浓度场与等效气云体积的平均绝对百分误差
, 最新更新时间 , doi: 10.11883/bzycj-2025-0134
摘要:
为研究高强材料与异形结构联合防护下工程的抗侵彻能力，设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用\begin{document}$\varnothing $\end{document} ![]()
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为研究高强材料与异形结构联合防护下工程的抗侵彻能力，设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用
