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基于OpenRadioss的RHT模型改进及地下自由场爆炸分析
1
作者 邓鹏 胡世君 +4 位作者 李霖炜 张舵 冉宪文 张超 陈仁朋 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期15-23,共9页
数值模拟是当今研究钻地武器对地下岩石和结构毁伤的主要方法,而岩石和混凝土的动态本构模型是地下爆炸模拟准确可靠的关键。基于3强度面的RHT模型,从残余应力面、拉压子午比、应变率增强因子及拉伸损伤演化模型4个方面进行改进,梳理了... 数值模拟是当今研究钻地武器对地下岩石和结构毁伤的主要方法,而岩石和混凝土的动态本构模型是地下爆炸模拟准确可靠的关键。基于3强度面的RHT模型,从残余应力面、拉压子午比、应变率增强因子及拉伸损伤演化模型4个方面进行改进,梳理了RHT模型的应力更新和本构计算流程,提出了在开源仿真软件OpenRadioss中的实现与应用方法,并开展了混凝土单元拉压测试和地下自由场爆炸模拟分析,分析结果表明:改进RHT模型解决了传统RHT模型双轴压缩没有应力下降段及三轴拉伸不能损伤累积的错误,优化了单轴、双轴拉伸的损伤演化规律;对于地下自由场爆炸,改进RHT模型计算的应力时程曲线在峰值之后的平稳度更好,数值振荡较低,11个测点应力峰值与试验相比平均误差由传统RHT模型的32.58%降低至12.59%。 展开更多
关键词 RHT模型改进 应力更新算法 OpenRadioss 数值模拟 地下自由场爆炸
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金属桥箔电爆炸驱动飞片过程流场瞬态观测与数值模拟
2
作者 伍俊英 郑富德 +3 位作者 姚雨乐 李钧剑 刘瑞政 刘丹阳 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第1期167-178,共12页
金属桥箔电爆炸驱动绝缘飞片的冲击起爆与点火技术在武器装备的起爆与点火系统中被广泛应用。为弥补现有研究对飞片运动过程中流场演化规律描述不足的缺陷,促进该技术向能量高效利用以及小型化等方面发展,搭建了双脉冲激光纹影瞬态观测... 金属桥箔电爆炸驱动绝缘飞片的冲击起爆与点火技术在武器装备的起爆与点火系统中被广泛应用。为弥补现有研究对飞片运动过程中流场演化规律描述不足的缺陷,促进该技术向能量高效利用以及小型化等方面发展,搭建了双脉冲激光纹影瞬态观测实验系统,获得了不同时刻下流场的密度分布以及飞片的运动距离,同时,建立了金属桥箔电爆炸驱动飞片运动过程的二维轴对称流体动力学计算模型与计算方法,计算时充分考虑了加速膛内外流场在飞片运动、冲击波压缩以及高温高压等离子体膨胀等作用下的演化规律,采用相变体积分数法描述桥箔在电能作用下由固相到等离子体相的转变,建立了等离子体状态方程以准确描述等离子体的状态,采用动网格模型描述了飞片在流场驱动下的运动。计算与实验得到的流场密度分布具有较好的贴合性,且飞片运动距离和飞片运动速度的最大相对误差分别为6.1%与8.1%,验证了计算模型与计算方法的准确性。研究结果表明:电容为0.33μF、起爆电压为2800 V时,研究范围内,流场压强最大值基本维持在1×10^(7)Pa左右;流场温度逐渐从516 ns时刻的9950 K降低到2310 ns时的3100 K;流场等离子体相分布逐渐由扁平状发展为长条状,等离子体相与飞片运动垂直方向的最大扩散距离为0.8 mm。1360 ns后,由于飞片突破冲击波波阵面,流场的压强分布与温度分布的前端突起。 展开更多
关键词 金属桥箔 电爆炸 飞片 流场
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一种新层级多胞薄壁结构轴向吸能性能研究
3
作者 林启权 刘雯婷 +2 位作者 王凯 朱浩浩 贺礼财 《机械设计》 北大核心 2026年第1期71-76,共6页
为了提高多胞薄壁结构的轴向吸能性能,设计了一种新层级多胞薄壁结构(new level thin-walled structure,NLTS)。采用有限元分析法,对比了新层级多胞薄壁结构与现有的窗型多胞薄壁结构及角层级薄壁结构受轴向冲击时的吸能性能。采用EFAS... 为了提高多胞薄壁结构的轴向吸能性能,设计了一种新层级多胞薄壁结构(new level thin-walled structure,NLTS)。采用有限元分析法,对比了新层级多胞薄壁结构与现有的窗型多胞薄壁结构及角层级薄壁结构受轴向冲击时的吸能性能。采用EFAST方法,对新层级多胞薄壁结构的结构参数进行了吸能敏感性分析,并研究了吸能性能随结构参数的变化趋势。研究结果表明:在等质量的情况下,新层级多胞薄壁结构相比窗型多胞薄壁结构,比吸能增加12.7%;与角层级薄壁结构相比,比吸能增加14.5%,且吸能过程更平稳;在等壁厚的情况下,新层级多胞薄壁结构相比窗型多胞薄壁结构,比吸能增加13.1%;与角层级薄壁结构相比,比吸能增加16.6%。敏感性分析表明:壁厚T对吸能性能的影响敏感性远大于内八边形半径R和壁间距比n的。 展开更多
关键词 薄壁结构 轴向吸能 EFAST
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爆轰波不稳定性的矢通量分析
4
作者 刘云峰 《气体物理》 2026年第1期74-87,共14页
爆轰波不稳定性是一直没有解决的爆轰基础理论问题。本研究首次提出了矢通量分析方法来解释爆轰波不稳定性机理。采用Euler方程和一步总包化学反应模型,对满足化学当量比的氢气/空气爆轰波的不稳定性开展了一维数值模拟,提取了每个时间... 爆轰波不稳定性是一直没有解决的爆轰基础理论问题。本研究首次提出了矢通量分析方法来解释爆轰波不稳定性机理。采用Euler方程和一步总包化学反应模型,对满足化学当量比的氢气/空气爆轰波的不稳定性开展了一维数值模拟,提取了每个时间步的矢通量进行分析。研究结果表明,爆轰波面上的激波和化学反应放热的矢通量形状为Λ形,而稀疏波的矢通量形状为负Λ形,在爆轰波的不稳定传播过程中,矢通量的大小发生量级变化。这3个矢通量的不同相位组合,是CJ爆轰波、弱不稳定爆轰波、周期性爆轰波、振荡爆轰波和过驱爆轰波等不同传播模态的物理机理。 展开更多
关键词 爆轰波 爆轰波不稳定性 非线性不稳定性 加热Euler系统 矢通量
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《爆炸与冲击》征稿启事
5
《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期F0004-F0004,共1页
《爆炸与冲击》创刊于1981年,是爆炸力学领域的专业性学术期刊,目前为月刊。本刊致力于发表原创性强、具有重要学术价值与工程意义的创新成果,为相关领域的学者提供高水平的交流平台,现面向国内外学者诚征优质稿件。
关键词 原创性强 创新成果 学术期刊 爆炸与冲击
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非冲击点火质量惯性约束装药燃烧反应演化模型研究
6
作者 潘传鱼 黄熙龙 +3 位作者 李平 李涛 傅华 尚海林 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期32-43,共12页
为了发展基于结构装药非冲击点火反应演化的物理机制的工程模型、描述反应演化过程并量化表征反应烈度,基于装药反应裂纹扩展的主控机制,考虑了空腔膨胀体积,以断裂韧性与反应压力为主要参量,构建了约束装药燃烧反应演化模型,可描述装... 为了发展基于结构装药非冲击点火反应演化的物理机制的工程模型、描述反应演化过程并量化表征反应烈度,基于装药反应裂纹扩展的主控机制,考虑了空腔膨胀体积,以断裂韧性与反应压力为主要参量,构建了约束装药燃烧反应演化模型,可描述装药燃烧过程中燃烧气体产物增压和壳体结构约束强度的变化过程。利用质量惯性约束作用下的PBX-3炸药燃烧反应演化实验,验证了约束装药反应燃烧演化模型的可靠性。分析结果表明:模型计算获得的反应增压历程与实验中的反应压力增长趋势(通过质量块运动速度历程推算)大致吻合,考虑结构泄压效应的模型能够反映压力增长历程中燃烧产气增压与泄气释压竞争的物理机制,压力增长趋势随泄压面积系数的变化关系符合机理分析预期。 展开更多
关键词 非冲击点火 燃烧演化 质量惯性约束 模型验证 燃烧裂纹
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城市建筑外爆威力场与毁伤效应数智仿真模型及应用
7
作者 彭江舟 潘刘娟 +5 位作者 高光发 王祉乔 胡杰 吴威涛 王明洋 何勇 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期81-96,共16页
为准确预测建筑外爆威力场,并解决传统经验公式中未能充分考虑环境因素的复杂性而导致的精度受限、数值仿真在处理大规模城市场景时效率低下的难题,构建了一种基于图神经网络(graph neural network, GNN)的爆炸威力场预测模型,直接利用... 为准确预测建筑外爆威力场,并解决传统经验公式中未能充分考虑环境因素的复杂性而导致的精度受限、数值仿真在处理大规模城市场景时效率低下的难题,构建了一种基于图神经网络(graph neural network, GNN)的爆炸威力场预测模型,直接利用建筑的几何特征,对其表面的爆炸峰值超压、峰值冲量及冲击波到达时间等三维物理场的进行预测。与数值仿真结果的对比验证表明,本文模型展现出了卓越的预测性能:对不同几何结构的单体建筑表面超压参数的预测均方误差为0.97%;对复杂几何建筑、建筑群落建筑表面超压参数的平均预测误差为3.17%;当应用于实际城市区域时,平均预测误差为1.29%;物理场单次预测耗时不超过0.6 s,与数值仿真相比速度提升3~4个数量级。基于模型的高精度预测,不仅可以重构建筑表面任意位置的超压时程曲线,还能准确评估结构的毁伤程度。 展开更多
关键词 爆炸威力场 毁伤评估 爆炸冲击 数智仿真 图神经网络
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大尺度复杂环境下的强爆炸冲击波传播数值模拟技术研究
8
作者 寿列枫 祝文军 +2 位作者 李秦超 马龙 姚成宝 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期1-16,共16页
为实现大尺度复杂空间范围内强爆炸冲击波的高效数值模拟,基于扩散界面多组分模型,建立适用于极端条件、任意多介质相互作用的可压缩多相流数值方法,并结合人工智能技术,提出一种具有MUSCL-THINC-BVD特征且兼具鲁棒性、低耗散、高效率... 为实现大尺度复杂空间范围内强爆炸冲击波的高效数值模拟,基于扩散界面多组分模型,建立适用于极端条件、任意多介质相互作用的可压缩多相流数值方法,并结合人工智能技术,提出一种具有MUSCL-THINC-BVD特征且兼具鲁棒性、低耗散、高效率的重构方法。该方法能够在激波、接触间断和物质界面等关键区域自适应选择最优重构方式,实现全局数值耗散最小化,同时较传统BVD(boundary variation diminishing)框架下的格式具有更高的计算效率。进一步结合全球地理信息系统,发展了自动化几何建模与网格剖分技术、网格自适应及大规模并行计算方法,从而能够高效处理网格规模达数十亿、压力范围覆盖10^(3)~10^(15) Pa、模拟区域不小于10 km的大尺度复杂城市环境中的强爆炸冲击波问题。通过对复杂地形及真实城市建筑条件下冲击波传播过程的完整数值模拟,验证了该数值方法的可靠性。 展开更多
关键词 多相流 重构方法 爆炸冲击波 真实地形 局部城市
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非药式水下爆炸冲击波加载的PD-SPH建模与分析
9
作者 陈丁 余泽洋 +3 位作者 姚学昊 周章涛 王孟元 黄丹 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第1期98-111,共14页
针对舰艇抗爆炸冲击性能评估面临的强非线性流固耦合、结构大变形及损伤破坏演化等关键力学问题,耦合近场动力学(peridynamics,PD)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)各自的优势,提出了适用于水下爆炸冲击模拟... 针对舰艇抗爆炸冲击性能评估面临的强非线性流固耦合、结构大变形及损伤破坏演化等关键力学问题,耦合近场动力学(peridynamics,PD)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)各自的优势,提出了适用于水下爆炸冲击模拟的高效PD-SPH数值方法。采用SPH模拟水下冲击波传播及其流固耦合效应,采用PD方法精确表征固体结构从弹性变形至渐进损伤破坏的全过程力学行为,建立了非药式水下爆炸冲击波加载装置的PD-SPH数值模型。针对大规模粒子计算效率瓶颈,开发了基于区域分解和数据通信机制的多GPU(graphics processing unit)并行计算框架。系统验证和并行效率测试表明,该方法可准确预测冲击波壁面压力和靶体动态变形,成功复现薄板结构的典型裂纹扩展模式,并可用于开展复杂夹层板毁伤全过程模拟。在超过500万个粒子的复杂流固耦合场景中,8卡RTX4090相比单卡RTX4090加速比为4.13,并行效率为51.6%,实际计算时间可以压缩到近1 h。同时,多GPU并行与传统CPU(central processing unit)并行相比,加速比可达9倍以上。 展开更多
关键词 光滑粒子流体动力学 近场动力学 水下爆炸 流固耦合 冲击波
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泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理及在飞机机头端框挡板中的应用
10
作者 张柱国 吴志斌 +4 位作者 王家栋 王怡 黄甲 崔浩 李玉龙 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第3期87-102,共16页
针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题,在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上,提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计,高塑性2024-T3铝合金作为上面板,高强度7075-T6... 针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题,在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上,提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计,高塑性2024-T3铝合金作为上面板,高强度7075-T6铝合金作为下面板,中间填充泡沫铝芯层,用以替代传统铝合金加筋板,旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先,通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验,验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性,结合参数反演与仿真算例,验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性;然后,利用Pam-crash软件对加筋板结构与泡沫铝夹芯结构端框进行了鸟撞瞬态冲击动力学仿真,对比分析了二者的冲击响应特性与能量吸收机理差异。结果表明:加筋板主要依靠塑性变形来吸收鸟撞能量,而泡沫铝夹芯结构则通过芯层的压缩坍塌失效、上面板的塑性大变形机制协同吸收能量;优化后的泡沫铝夹芯结构在能量吸收效率方面显著优于传统加筋板结构;基于泡沫铝夹芯结构的吸能特性,完成了覆盖挡板全区域的优化设计方案;基于全覆盖鸟撞冲击仿真结果,所提出的泡沫铝夹芯挡板设计方案在保持与现役结构同等抗鸟撞性能的前提下,减少了30%以上的结构质量。 展开更多
关键词 泡沫铝 夹芯结构 吸能机理 鸟撞 机头端框
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TiH_(2)粉末/环氧丙烷/空气混合物三相爆燃特性实验研究
11
作者 刘蓉 汪旭光 +2 位作者 蒋八运 汪泉 程扬帆 《兵工学报》 北大核心 2026年第2期352-362,共11页
为研究储氢材料TiH_(2)的特征参数对环氧丙烷(PO)云雾爆轰性能的影响,制备了添加不同粒径(5.40μm、20.72μm、38.88μm和60.51μm)和不同含量(0、15%、30%、45%和60%)TiH_(2)粉末的PO基混合燃料样品。利用20 L球形液体燃料爆炸测试系... 为研究储氢材料TiH_(2)的特征参数对环氧丙烷(PO)云雾爆轰性能的影响,制备了添加不同粒径(5.40μm、20.72μm、38.88μm和60.51μm)和不同含量(0、15%、30%、45%和60%)TiH_(2)粉末的PO基混合燃料样品。利用20 L球形液体燃料爆炸测试系统和比色测温技术,研究TiH_(2)粉末/PO/空气混合燃料固-液-气三相爆燃特性,并与Ti粉末/PO/空气混合燃料进行比较。实验结果表明:相较于Ti粉末/PO/空气混合燃料,TiH_(2)粉末/PO/空气混合燃料的火焰传播速度、冲击波峰值压力以及火焰平均温度增加;随着TiH_(2)粉末粒径的增加,TiH_(2)粉末/PO/空气混合燃料的冲击波峰值压力、最大压力上升速率和火焰传播速度总体上均呈现持续下降的趋势,而燃烧持续时间则持续上升;随着TiH_(2)粉末含量的增加,TiH_(2)粉末/PO/空气混合燃料的冲击波峰值压力、最大压力上升速率和火焰传播速度均先上升后下降,而燃烧持续时间的变化趋势则与之相反。储氢材料TiH_(2)能够显著改善PO的毁伤性能,但其特征参数对于爆轰参数和燃烧持续时间两者的影响呈相反的变化趋势,在云爆武器配方设计中需要统筹兼顾。 展开更多
关键词 云爆弹 环氧丙烷 储氢材料 火焰速度 云雾爆轰
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冲塞载荷下浇注炸药局域化变形流动-点火响应模拟
12
作者 盛星宇 杨昆 +3 位作者 路一鸣 吴艳青 段卓平 黄风雷 《含能材料》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
针对浇注炸药冲塞安全性评价试验中装药变形与点火响应机制不清的问题,发展了浇注PBX炸药粘弹粘塑性变形-多热点竞争点火模型,考虑微裂纹摩擦,微孔洞塌缩、局部粘性剪切流动生热等多种热点机制,开展了冲塞撞击下浇注炸药宏细观流变-点... 针对浇注炸药冲塞安全性评价试验中装药变形与点火响应机制不清的问题,发展了浇注PBX炸药粘弹粘塑性变形-多热点竞争点火模型,考虑微裂纹摩擦,微孔洞塌缩、局部粘性剪切流动生热等多种热点机制,开展了冲塞撞击下浇注炸药宏细观流变-点火响应模拟,获取了不同落高、冲塞长度与冲塞形状下炸药装药压力、剪切流动与点火响应规律。结果表明:冲塞撞击下装药点火响应过程由压力与剪切应变率共同驱动,两者在高位重叠时,其所导致的局部粘性剪切流动为主导热点机制。相同冲塞直径下,较大的冲塞长径比会诱发冲塞上方装药产生更高压力与剪切流动,伴随更长的冲塞作用时间,形成较大的冲量,使得装药点火更易发生,点火临界高度降低。相较于平头冲塞,卵形头冲塞会显著降低装药的点火临界高度。研究结果可为穿刺式低速长脉冲机械刺激下浇注炸药点火响应及其细观机制解读、异物刺入下弹药跌落安全性评价及数值计算表征方法构建提供技术支撑。 展开更多
关键词 冲塞试验 浇注炸药 宏细观模型 局域化流动-点火 数值模拟
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循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及损伤模型
13
作者 许梦飞 苗文涛 +2 位作者 梁为民 韩峰 李敏敏 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第3期103-120,共18页
为研究循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及动态损伤本构模型,首先对高温(300~1100℃)作用后层理砂岩的物理特性进行测试;其次利用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了循环冲击下高温层理砂岩动力学特性研究;... 为研究循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及动态损伤本构模型,首先对高温(300~1100℃)作用后层理砂岩的物理特性进行测试;其次利用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了循环冲击下高温层理砂岩动力学特性研究;最后,基于层理岩石黏弹性损伤元件模型,构建了考虑高温-冲击荷载耦合损伤的层理岩石动态本构模型,并通过实验数据对模型进行了验证。结果表明:砂岩主要矿物晶体石英的变晶温度处于500~700℃之间。温度越高,砂岩表观颜色越深,质量越小,波速和峰值应力先减小后增大。温度对0°、45°层理砂岩造成的损伤更大,900℃时损伤最为显著。在1300 V冲击电压下,层理砂岩的峰值应力随冲击次数的增加呈现先升后降的趋势。冲击荷载使高温后的0°层理砂岩更容易破坏,而45°和60°层理砂岩表现出较强的抗冲击能力。模型预测曲线与试验曲线相差较小,表明该模型在描述高温层理砂岩循环冲击力学特性方面具有良好的适用性。 展开更多
关键词 岩石动力学 高温 层理砂岩 循环冲击 本构模型
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含甲基膦酸二甲酯的细水雾对氢-空气爆炸的影响机制
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作者 夏远辰 张彬 +4 位作者 王博乔 叶刻 朱文斌 张斯琦 张金男 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期44-55,共12页
为有效控制受限空间氢-空气爆炸强度,并揭示含甲基膦酸二甲酯(dimethyl methylphosphonate, O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2))的微米级水雾的抑爆机理,通过定容燃烧弹试验平台及Chemkin-Pro程序,开展了试验研究和化学动力学分析。结果表明:含O... 为有效控制受限空间氢-空气爆炸强度,并揭示含甲基膦酸二甲酯(dimethyl methylphosphonate, O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2))的微米级水雾的抑爆机理,通过定容燃烧弹试验平台及Chemkin-Pro程序,开展了试验研究和化学动力学分析。结果表明:含O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2)的细水雾可导致火焰锋面细胞状结构增多,促使火焰失稳传播;当氢-空气混合的当量比Φ=0.8, 1.0和1.5时,含O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2)的细水雾有效衰减了平均火焰传播速度(衰减率为24.2%~47.2%)并阻止了郁金香火焰形成,取而代之的是波纹状火焰。含O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2)的细水雾通过降低层流燃烧速度降低升压速率,另一方面增强火焰的失稳特性提高升压速率,最终抑制效果(衰减率为41.0%~65.8%)取决于上述2种作用的耦合效应。含O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2)的细水雾通过降低H·、O·和OH·的浓度实现爆炸的有效抑制,其中H·、O·和OH·的浓度衰减80%以上。细水雾基于火焰前沿冷却效应和物理稀释效应实现爆炸抑制,O=P(CH_(3))(OCH_(3))_(2)基于分解后产生的HOPO·、HOPO_(2)·、HPO_(2)·、PO(OH)_(2)·和PO(H)(OH)·,捕捉H·和OH·,生成H_(2)和H_(2)O等稳定化合物,从而中断氢-空气爆炸过程中的链式反应。 展开更多
关键词 甲基膦酸二甲酯 微米级细水雾 氢-空气爆炸 气液两相耦合抑制 抑爆机理
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弧形坑道和弧形扩散坑道内冲击波的传播规律
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作者 程浩 彭永 +3 位作者 薛晓光 陆邱 李翔宇 李志斌 《高压物理学报》 北大核心 2026年第3期106-116,共11页
针对弧形拐弯坑道内冲击波衰减规律不清的问题,研究了半径和拐弯角度对弧形坑道中冲击波传播的影响,发现半径和拐弯角度对消波效率的影响有限,且弧形坑道与同角度直接拐弯坑道的消波效率相近,基本均小于7.2%。为提高拐弯坑道对冲击波的... 针对弧形拐弯坑道内冲击波衰减规律不清的问题,研究了半径和拐弯角度对弧形坑道中冲击波传播的影响,发现半径和拐弯角度对消波效率的影响有限,且弧形坑道与同角度直接拐弯坑道的消波效率相近,基本均小于7.2%。为提高拐弯坑道对冲击波的衰减效率,提出了以弧形坑道为基础设置扩散室构建弧形扩散坑道的防护新思想,并探讨了扩散比、扩散形式(外侧扩散、内侧扩散和两侧扩散)和冲击波特征参数对弧形扩散坑道消波效率的影响规律。计算结果表明,弧形扩散坑道可大幅提高冲击波的衰减效率,衰减率最高可达55.9%。外侧扩散型弧形坑道的消波效率最高,内侧扩散型和两侧扩散型的消波效率次之,且消波效率随扩散比的提升而不断升高。随着冲击波压力峰值的增大,弧形扩散坑道的消波效率有所提高,可以达到64.4%;继续提升压力峰值时,弧形扩散坑道的消波效率略有下降但基本保持不变;弧形扩散坑道的消波效率随冲击波正压时间的增长而降低,在正压持续时间为100 ms时,消波效率降至25.4%,但随着正压时间的进一步增长,弧形扩散坑道的消波效率几乎保持不变。 展开更多
关键词 弧形坑道 弧形扩散坑道 冲击波 传播规律 消波效率
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多孔冲击下超临界CO_(2)相变破岩半径计算模型
16
作者 曾启富 阿比尔的 +2 位作者 刘明维 蒋明镜 杜洪波 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第3期167-183,共17页
超临界CO_(2)相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发与地应力耦合条件下的超临界CO_(2)相变破岩机制,针对CO_(2)现场破岩实际工况,基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力,结合一维爆生气体膨... 超临界CO_(2)相变破岩是冲击波与高压气体协同作用下的动态破坏过程。为深入探究多孔同步激发与地应力耦合条件下的超临界CO_(2)相变破岩机制,针对CO_(2)现场破岩实际工况,基于薄壁圆筒理论解析了单孔初始破岩压力,结合一维爆生气体膨胀理论,构建了地应力作用下多孔冲击波与高压气体联合破岩半径预测模型,并通过现场多孔CO_(2)相变破岩试验进行了对比验证。结果表明:当致裂管埋深较浅时,地应力对岩体应力分布的影响较微弱;当单孔压力一致时,致裂孔数量越多,各孔的叠加峰值应力越大;在垂直于测试孔布置方向,各孔的峰值应力均呈U形抛物线分布,两端的致裂孔的叠加应力最大;而在平行于测试孔布置方向,各孔的峰值应力均呈倒U形抛物线分布,中部致裂孔的叠加应力最大。此外,利用声波测试得到的现场多孔冲击下岩体损伤破坏范围呈三维漏斗状,竖向损伤破坏范围在5.05~5.73 m之间,平面损伤破坏范围在4.3~5.6 m之间,其中平面损伤破坏范围测试值与理论计算值的相对误差在5.0%~18.7%之间,计算误差多来自各致裂孔叠加应力的不均匀性。进一步分析可知:超临界CO_(2)相变破岩半径随致裂孔叠加应力呈半抛物线式增长,随致裂孔深度呈对数式增长;当岩体抗压强度增大时,岩石断裂韧度近线性增长,对应破岩半径近线性下降。研究成果可为多孔超临界CO_(2)相变破岩工程参数优化提供定量化设计依据。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)相变 高压气体膨胀压力 多孔同时激发 声波测速 破岩半径
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爆炸应力波在梯度介质中的可视化传播
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作者 张渊通 杨仁树 +4 位作者 陈程 许鹏 于冰冰 王波 周冰 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期167-178,共12页
层状复合岩体广泛存在于矿山开采、隧道开挖以及边坡治理等工程领域,其内部强度往往呈梯度变化。通过环氧树脂材料模拟层状复合岩体,利用动态光弹性-数字图像相关综合实验系统对爆炸应力波在梯度介质中的传播过程进行可视化和精细化分析... 层状复合岩体广泛存在于矿山开采、隧道开挖以及边坡治理等工程领域,其内部强度往往呈梯度变化。通过环氧树脂材料模拟层状复合岩体,利用动态光弹性-数字图像相关综合实验系统对爆炸应力波在梯度介质中的传播过程进行可视化和精细化分析,研究爆炸应力波在正向梯度和反向梯度2种情况下的衰减规律和能流密度演化规律,通过对比动态光弹条纹直观分析在不同传播路径下的透反射特征,通过数字图像相关法定量分析爆炸应力波衰减速度的差异。结果表明:爆炸应力波在正向传播路径中的条纹级数没有明显变化,在节理面处有明显的反射,在反向传播路径中的条纹级数呈衰减趋势,在节理面处动光弹条纹具有很好的连续性,爆炸应力波在反向梯度介质中具有更好的穿透性。梯度介质中节理和材料的改变使水平应力衰减的速度发生改变,在正向梯度介质中水平应力的衰减速度更快。通过引入坡印廷矢量对其能流密度进行比较,发现在相同测点处,正向梯度材料中能流密度的衰减速度更快,爆炸应力波在正向梯度材料中的传播过程属于吸能过程。 展开更多
关键词 爆炸应力波 能流密度 动态条纹级数 数字图像相关法 梯度材料
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弹体斜侵彻多层间隔加筋板姿态偏转机理研究
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作者 唐尧 郑宇珑 +2 位作者 冉宪文 甘孝伟 张舵 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第1期45-52,共8页
针对弹体斜侵彻多层间隔加筋板时的姿态偏转问题,采用数值仿真与理论分析相结合的方法,研究了弹体在侵彻过程中的弹道偏转机理,量化了不同弹体外形参数对偏转行为的影响。结果表明,侵彻加筋板时弹体头部接触加强筋进而产生偏转力矩,弹... 针对弹体斜侵彻多层间隔加筋板时的姿态偏转问题,采用数值仿真与理论分析相结合的方法,研究了弹体在侵彻过程中的弹道偏转机理,量化了不同弹体外形参数对偏转行为的影响。结果表明,侵彻加筋板时弹体头部接触加强筋进而产生偏转力矩,弹体尾部贯出时面板提供反向力矩抑制弹体旋转;引入基于“梁”理论的弹靶接触力模型,结合微分面力法计算偏转力矩对弹道预测结果误差小于20%;提高CRH(弹头曲率半径与弹体直径比值)更易穿透加筋板,但当CRH大于3时弹体稳定性显著降低,弹道更易提前失稳;弹体长径比的提升可增加弹尾与加筋板接触时间来抑制偏转,长径比达到4时弹体偏转角显著降低。相关研究结果可为战斗部抗偏转设计提供了理论与数据支撑。 展开更多
关键词 侵彻 间隔加筋板 弹道偏转 弹体外形 数值仿真
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刚性壁面附近气泡脉动特性的理论研究
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作者 王天召 孙远翔 +1 位作者 王成 陈岩武 《兵工学报》 北大核心 2026年第2期202-211,共10页
为了探究刚性壁面对水下爆炸气泡脉动特性的影响机制,基于能量守恒原理和“源汇法”建立了壁面附近气泡脉动动力学方程,提出了气泡脉动无量纲周期解析公式,揭示了二次压力波峰值的边界效应规律。理论研究表明,壁面附近气泡脉动周期随距... 为了探究刚性壁面对水下爆炸气泡脉动特性的影响机制,基于能量守恒原理和“源汇法”建立了壁面附近气泡脉动动力学方程,提出了气泡脉动无量纲周期解析公式,揭示了二次压力波峰值的边界效应规律。理论研究表明,壁面附近气泡脉动周期随距离参数减小而增大,壁面上的二次压力波峰值为自由场同位置的1~2倍。通过深水爆炸实验(200~500 m水深)与LS-DYNA数值模拟,验证了理论模型的准确性。进一步结合壁面附近气泡脉动方程,提出了改进的气泡射流方向判断准则,对于Blake准则失效工况下的气泡射流方向有着较为准确的预测。为水下爆炸气泡与结构相互作用的深入研究提供了理论支撑。 展开更多
关键词 水下爆炸气泡 刚性壁面 气泡脉动特性 气泡射流 有限元模拟
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带截顶内衬的高熵合金/Al/PTFE双层复合药型罩成型机理与毁伤特性
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作者 郑贺龄 王展翾 +5 位作者 王明扬 李先成 李欣田 李正坤 徐立志 杜忠华 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第3期70-86,共17页
针对传统金属射流在侵彻混凝土目标时存在毁伤面积有限、动态响应不足等问题,首次提出了一种新型高熵合金/铝/聚四氟乙烯(high-entropy alloys/aluminium/polytetrafluoroethylene,HEA/Al/PTFE)双层含能复合药型罩结构。采用真空电弧熔... 针对传统金属射流在侵彻混凝土目标时存在毁伤面积有限、动态响应不足等问题,首次提出了一种新型高熵合金/铝/聚四氟乙烯(high-entropy alloys/aluminium/polytetrafluoroethylene,HEA/Al/PTFE)双层含能复合药型罩结构。采用真空电弧熔炼、粉末压制与烧结工艺,成功制备出带截顶内衬的半球形复合罩,并通过试验与数值模拟相结合的方法,系统研究了其成型机理、侵彻特性与毁伤效能。试验结果表明,相较于单层HEA罩,该复合结构能显著增强混凝土内部的碎裂和裂纹扩展能力,有效融合了HEA的优异力学性能与Al/PTFE的高能量释放特性。数值模拟表明,内衬对HEA射流具有抑制径向发散、提升射流中段凝聚性的“包覆”作用,但其多次碰撞-追随-分离行为也会延迟系统动态平衡。进一步建立了该复合罩分区成型理论模型,通过引入能量损失系数修正爆轰能量传递过程。理论预测结果与数值模拟结果的对比显示,形成的射流半径与杵体半径的误差小于15%。在此基础上分析了内衬厚度和高度对射流成型的影响规律,确定最优参数为厚度3.5 mm、高度12 mm,可在射流凝聚性、长度及毁伤威力之间实现最佳平衡。 展开更多
关键词 高熵合金 Al/PTFE 复合药型罩 成型
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