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一种潜器冲击环境的半经验换算方法
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作者 许江 郭君 +1 位作者 周龙斌 王爽 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期80-85,共6页
针对不同型号潜器在水下爆炸冲击作用下响应预测需分别建立大规模计算文件、计算资源消耗巨大的问题,本文提出一种快速估算方法。依据球面冲击因子理论,引入能质比的概念,综合考虑冲击载荷特性与潜器结构特性,近似表征不同类型潜器在水... 针对不同型号潜器在水下爆炸冲击作用下响应预测需分别建立大规模计算文件、计算资源消耗巨大的问题,本文提出一种快速估算方法。依据球面冲击因子理论,引入能质比的概念,综合考虑冲击载荷特性与潜器结构特性,近似表征不同类型潜器在水下爆炸中的响应关系。在此基础上,建立不同形状潜器冲击响应的快速转换与预报方法。数值验证结果表明,该方法对不同形状潜器冲击响应的预报平均误差不超过8%,最大误差不超过20%。研究表明,利用能质比方法可实现潜器冲击谱的快速估算,为复杂潜器在水下爆炸环境下的抗冲击性能评估提供有效途径。 展开更多
关键词 能质比 冲击谱 快速预报 潜器 水下爆炸 球面冲击因子 声固耦合 动力学响应 半经验换算
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高速相机水下爆炸抗冲击防护装置研制与应用
2
作者 黄雪峰 初建鹏 +1 位作者 周方毅 盛振新 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期100-106,共7页
随着对水下爆炸现象的深入研究,需要对气泡运动及毁伤过程进行清晰地观测,目前一般在爆炸水箱外部利用高速相机通过观察窗拍摄爆炸过程,易受边界条件影响且观测范围有限。鉴于此,设计了高速相机水下爆炸抗冲击防护装置,采用有限元软件... 随着对水下爆炸现象的深入研究,需要对气泡运动及毁伤过程进行清晰地观测,目前一般在爆炸水箱外部利用高速相机通过观察窗拍摄爆炸过程,易受边界条件影响且观测范围有限。鉴于此,设计了高速相机水下爆炸抗冲击防护装置,采用有限元软件计算分析方法校核了水下爆炸冲击载荷下防护装置强度和相机安全性。在此基础上,开展了水下爆炸试验,成功拍摄了气泡运动的演化过程,实现了将高速相机直接放入水中观测爆炸现象。结果表明:抗冲击防护装置能够对高速相机进行有效防护;入水移动式水下爆炸高速摄像系统能够清晰拍摄装药水下爆炸气泡运动过程且可根据观测需要在水中灵活移动获得理想拍摄效果。该装置可为水下爆炸规律的试验研究提供技术支撑。 展开更多
关键词 水下爆炸 高速相机 防护装置 气泡运动
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轴向非等径云爆弹多相云雾近场生长机理
3
作者 李强 周炜智 +2 位作者 丛兴龙 杜烨 雷文星 《火炸药学报》 北大核心 2025年第4期362-371,I0003,共11页
为解决常规云爆弹轴向能量浪费而导致毁伤面积减小的瓶颈问题,开展了云爆弹多相云雾近场生长过程数值模拟研究,多尺度揭示了轴向非等径程度对云雾近场生长特性的影响机理;结合轴向非等径斜压效应和燃料环剪切破碎效应,构建了轴向非等径... 为解决常规云爆弹轴向能量浪费而导致毁伤面积减小的瓶颈问题,开展了云爆弹多相云雾近场生长过程数值模拟研究,多尺度揭示了轴向非等径程度对云雾近场生长特性的影响机理;结合轴向非等径斜压效应和燃料环剪切破碎效应,构建了轴向非等径结构云爆弹多相云雾近场生长模型;基于模型进行了云雾尺寸以及径向生长速度计算。结果表明,轴向非等径结构对燃料产生斜压效应,随着轴向非等径程度加强,多相云雾在近场阶段的径向生长速度呈递减趋势;轴向生长速度呈现递增趋势;云雾粒径分布场沿径向在近场阶段呈现由内向外递减的趋势;随着装置轴向非等径程度增大,燃料速度轴向分量提升,径向分量降低,云雾外形由“灯笼形”向“伞形”变化;轴向非等径结构可减小多相云雾中心云雾空洞尺寸,强化云雾内部分布连续性;多相云雾近场生长模型对近场云雾尺寸的预测与实验数据对比误差小于6.5%,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 爆炸力学 云爆弹 燃料空气炸药 轴向非等径 多相云雾 斜压效应 近场生长模型
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机油柴油配比对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响
4
作者 刘锋 代伟 +4 位作者 魏国 朱正德 毕如洁 程雨航 潘长鑫 《火炸药学报》 北大核心 2025年第4期352-361,I0003,共11页
为探究不同机油柴油配比对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响,使用数字黏度计、激光粒度分析仪、光学显微镜测试了不同机油柴油配比的乳胶基质的黏度和粒径分布,观察了炸药试样内相结构;使用PVC管模拟孔内装药方式测量了基质及炸药试样的... 为探究不同机油柴油配比对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响,使用数字黏度计、激光粒度分析仪、光学显微镜测试了不同机油柴油配比的乳胶基质的黏度和粒径分布,观察了炸药试样内相结构;使用PVC管模拟孔内装药方式测量了基质及炸药试样的密度;使用爆速仪和铅柱压缩法,分别测试了炸药的爆速和猛度。结果表明,当炸药配方中机油柴油质量比由0∶5.5增加至5.5∶0时,基质黏度由1.5×10^(5)mPa·s增至3.7×10^(5)mPa·s;炸药敏化气泡浓度增加,气泡尺寸减小,均一性更佳;分散相液滴粒径分布宽度从86.19μm缩小至6.33μm,平均粒径由13.85μm减小至2.78μm,分散指数由6.23减小至2.27,内相液滴分布更趋向集中均匀;敏化剂质量分数为0.3%时,炸药密度由0.95 g/cm^(3)增大至1.10 g/cm^(3),炸药密度呈增大趋势;炸药的爆速、猛度也随之增大。炸药的爆速由3155 m/s增至3915 m/s,增幅为24.08%;猛度由9.05 mm增至12.17 mm,增幅为34.48%,爆速的变化趋势与B-W法计算得出的理论值变化趋势一致;随着敏化剂质量分数增加(0.3%、0.5%、0.7%),炸药试样显微观察下气泡数量增加,密度减小;当机油柴油配比≤3∶2.5时,炸药爆速和猛度呈先增大后减小趋势,机油柴油配比≥4∶1.5时,炸药爆速和猛度呈减小趋势。 展开更多
关键词 爆炸力学 现场混装乳化炸药 B-W法 内相粒径 爆速 猛度 油相
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密闭空腔爆炸准静态气压测量与分析
5
作者 黄晓飞 张耿 +2 位作者 郭弦 石永相 黎小毛 《仪器仪表与分析监测》 2025年第3期54-57,共4页
准静态气压是在密闭空间内进行爆炸研究和安全防护设计时的一项关键参数。为了深入探讨受限爆炸环境内的准静态气压变化规律,本文进行了一系列TNT爆炸实验,成功获取爆炸后的准静态气压数据,并进一步分析了不同实验参数对准静态气压峰值... 准静态气压是在密闭空间内进行爆炸研究和安全防护设计时的一项关键参数。为了深入探讨受限爆炸环境内的准静态气压变化规律,本文进行了一系列TNT爆炸实验,成功获取爆炸后的准静态气压数据,并进一步分析了不同实验参数对准静态气压峰值以及其变化规律的影响。 展开更多
关键词 密闭空腔 准静态气压 爆炸实验 气压峰值变化
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基于正交试验的U形通风采煤工作面瓦斯爆炸超压影响因素分析 被引量：2
6
作者 刘佳佳 张翔 +3 位作者 高志扬 张扬 陈玖强 靳马超 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期163-176,共14页
为探究U形通风采煤工作面瓦斯爆炸的传播规律,并探讨瓦斯爆炸超压衰减对不同影响因素的敏感性,利用Fluent模拟软件并结合某矿3906工作面情况开展了数值模拟研究。首先,根据瓦斯爆炸机理搭建了数学模型,并依据前人实验方案进行了数值模拟... 为探究U形通风采煤工作面瓦斯爆炸的传播规律,并探讨瓦斯爆炸超压衰减对不同影响因素的敏感性,利用Fluent模拟软件并结合某矿3906工作面情况开展了数值模拟研究。首先,根据瓦斯爆炸机理搭建了数学模型,并依据前人实验方案进行了数值模拟,以此验证了该数学模型的可靠性;其次,依序进行了模拟关键参数的优化,并得到了关键参数网格尺寸、迭代步长和点火温度的最合理设置分别为0.2 m、0.05 ms和1900 K,通过拟合得到了工作面爆炸超压峰值及其到达时间与爆心距之间的函数关系。通过正交试验分析了瓦斯爆炸超压衰减对不同影响因素的敏感性。极差分析结果表明,温度、瓦斯体积分数和瓦斯积聚区压力3个主控因素的极差值依次减小,温度对于爆炸超压衰减的影响最显著,其中R值达到5.928。运用方差分析对影响瓦斯爆炸超压衰减率的主控因素进行了显著性研究,结果表明,温度的方差值最大,瓦斯积聚区压力的方差值次之,瓦斯体积分数的方差值最小,其中温度的显著值F达到31.835,其余两项不显著。 展开更多
关键词 U形通风 采煤工作面 瓦斯爆炸 超压衰减率 正交试验
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超高速撞击条件下混凝土靶体内应力波的测量和分析 被引量：1
7
作者 钱秉文 周刚 +4 位作者 陈春林 马坤 李艺烁 高鹏飞 尹立新 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期128-139,共12页
为探究超高速撞击条件下混凝土靶内的应力波特性,建立了基于PVDF(polyvinylidene difluoride)压电应力计的应力波测试系统,研究了PVDF压电应力计的标定方法,测量了克级柱形93W钨合金弹体超高速撞击条件下混凝土靶体内的应力波形,并利用... 为探究超高速撞击条件下混凝土靶内的应力波特性,建立了基于PVDF(polyvinylidene difluoride)压电应力计的应力波测试系统,研究了PVDF压电应力计的标定方法,测量了克级柱形93W钨合金弹体超高速撞击条件下混凝土靶体内的应力波形,并利用数值模拟方法分析了应力波的产生和传播机制。结果表明:PVDF压电应力计的动态灵敏度系数为(17.5±0.5)pC/N;信噪比高的超高速撞击条件下实验测量的混凝土靶内的应力波形与数值模拟结果吻合较好,模拟和实验获得的应力波峰值的最大偏差不超过20%。 展开更多
关键词 超高速撞击 应力波 PVDF 钨合金弹 混凝土靶 二级轻气炮
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露井联采台阶爆破对井下巷道振动的影响 被引量：1
8
作者 徐杰 李祥龙 +3 位作者 王建国 胡涛 张彪 刘金保 《高压物理学报》 北大核心 2025年第5期85-102,共18页
在露井联采过程中,为了控制露天台阶爆破振动对井下邻近既有巷道衬砌的破坏,以拉拉铜矿露天转井下过渡开采阶段为背景,采用现场振动监测、理论计算、数值模拟方法,研究既有邻近巷道的动力响应规律。通过对监测数据进行回归分析,得出井... 在露井联采过程中,为了控制露天台阶爆破振动对井下邻近既有巷道衬砌的破坏,以拉拉铜矿露天转井下过渡开采阶段为背景,采用现场振动监测、理论计算、数值模拟方法,研究既有邻近巷道的动力响应规律。通过对监测数据进行回归分析,得出井下振动衰减规律,并对振动主频及瞬时能量进行了分析。采用LS-DYNA数值模拟软件,对露天台阶和井下巷道建立6种不同相对空间位置的模型,进而建立双孔延期爆炸模型,研究了爆破荷载作用下邻近井下既有巷道的动态响应规律。结果表明:露天台阶爆破过程中,爆源下方邻近既有巷道产生的最大振速主要出现在拱部和迎爆侧的边墙部;巷道与爆源的相对空间位置不同,峰值振速所在的方向和位置也不同;在巷道拱顶与炮孔底部竖直方向距离固定为10 m的情况下,巷道边墙与炮孔水平距离在15 m以内时,炸药起爆后巷道结构竖直方向振速较大,超过15 m后,巷道结构水平径向振速较大。通过拟合应力与振速之间的关系,利用巷道极限动态抗拉强度推导出振速阈值为19 cm/s。基于安全阈值调整爆破参数后,可以保证邻近既有巷道的安全。 展开更多
关键词 露井联采 露天台阶爆破 既有邻近巷道 振动响应 安全阈值
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围压作用下等离子体的爆破破岩效应 被引量：2
9
作者 王雁冰 李雪 +4 位作者 王兆阳 黄晢航 梅洪嘉 李阳阳 罗林 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期133-149,共17页
为给深部应力作用下爆破破岩工程提供新型破岩方法,开展了4组不同围压作用下的等离子体砂岩爆破实验,通过CT扫描和三维重构,对比分析了岩石内部三维裂纹的形态结构和分布状况,研究了等离子体爆破破岩技术在不同围压作用下的破岩效果,并... 为给深部应力作用下爆破破岩工程提供新型破岩方法,开展了4组不同围压作用下的等离子体砂岩爆破实验,通过CT扫描和三维重构,对比分析了岩石内部三维裂纹的形态结构和分布状况,研究了等离子体爆破破岩技术在不同围压作用下的破岩效果,并通过LS-DYNA进行了数值模拟,建立了等离子体等效炸药模型,补充验证了耦合应力场中等离子体爆破的作用规律,探究了不同围压作用下等离子体爆破破岩机理以及在爆破过程中岩体内部的裂纹扩展、分布及损伤演化规律。结果表明:相同电压作用下,随着三向围压的升高,岩石表面裂纹的数量和分布范围都呈逐渐减小的趋势,砂岩内部裂纹的复杂程度和贯通程度显著降低。由于在等离子体爆破产生的动态应力场和围压作用产生的静态应力耦合场中,等离子体爆破产生的冲击波在爆炸初始阶段发挥主要作用,不同围压作用下岩石的裂纹形态和中心膨胀区域未出现明显差异,随着冲击波的衰减,三向围压在等离子体爆破过程的中后期发挥决定作用,抑制岩体的裂纹扩展和损伤演化。同时,围压越高,其对岩体内部裂纹扩展的抑制效果越显著,导致岩石内部三维裂纹的体分形维数和损伤度与围压均近似呈线性减小关系。 展开更多
关键词 等离子体爆破 围压 裂纹空间形态 三维重构 LS-DYNA
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工程爆破扩腔能耗随不耦合系数的变化规律 被引量：2
10
作者 黄永辉 秦丽绚 +1 位作者 徐锐 张智宇 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期234-242,共9页
为了优化地下工程周边孔光面爆破中的炸药能量分布情况,提高孔痕率,保证光面爆破效果,采用爆破破岩及断裂力学理论,构建扩腔能耗计算方法,通过浇筑素混凝土模型进行爆破试验,得到扩腔尺寸、体积和能耗随不耦合系数K的变化规律。研究结... 为了优化地下工程周边孔光面爆破中的炸药能量分布情况,提高孔痕率,保证光面爆破效果,采用爆破破岩及断裂力学理论,构建扩腔能耗计算方法,通过浇筑素混凝土模型进行爆破试验,得到扩腔尺寸、体积和能耗随不耦合系数K的变化规律。研究结果表明:在K由1.25增大到3.375的过程中,扩腔直径平均为3.43 cm,扩腔长度平均为12.7 cm,扩腔体积介于52.98~155.56 cm 3,扩腔能耗介于0.58~1.70 kJ,其在炸药总能量中的占比介于2.9%~8.5%;随着K的增大,扩腔体积和能耗呈减小趋势,K在达到3.0~3.5时对减小扩腔能耗效果最为明显,而后趋于平稳;K增大会减轻炸药能量对炮孔壁岩石的粉碎程度,使扩腔体积减小,同时扩腔能耗降低;模型试验结果与理论分析相互验证,表明在一定范围内选取较大的不耦合系数可以减小扩腔能耗。 展开更多
关键词 工程爆破 扩腔 能耗 不耦合系数 模型试验
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循环冲击作用下砂岩裂缝扩展及渗透率响应特征 被引量：2
11
作者 王伟 刘泽 +4 位作者 牛庆合 常江芳 袁维 郑永香 商松华 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期78-91,共14页
为了研究循环冲击作用下砂岩型铀矿的裂缝及渗透率特征,通过霍普金森杆实验系统对砂岩试样进行了循环冲击,分别在试样冲击3次、6次和9次后,测得砂岩试样的动态力学特性。随后,对冲击后的砂岩试样进行CT扫描,并对扫描得到的裂隙进行了三... 为了研究循环冲击作用下砂岩型铀矿的裂缝及渗透率特征,通过霍普金森杆实验系统对砂岩试样进行了循环冲击,分别在试样冲击3次、6次和9次后,测得砂岩试样的动态力学特性。随后,对冲击后的砂岩试样进行CT扫描,并对扫描得到的裂隙进行了三维重构,从而测得孔隙裂隙参数的变化,并对冲击后试样内部结构及损伤影响进行分析。进一步,利用微观渗流模拟对试样进行渗透性分析,获得试样的模拟渗透率变化特征。最后,进行了冲击后试样的渗透率室内试验,测得实际渗透率的变化情况。结果显示:循环冲击使得试样产生累积损伤,降低了其动态力学性能,随着冲击次数的增加,试样内能量循环蓄积-释放,导致裂缝“扩展-压实-再扩展-再压实”;循环冲击过程中,试样内部小而孤立的裂缝逐步形成大且相互贯通的裂缝,而中裂缝同时存在错断、连通的双重效应,呈现非线性变化特征;循环冲击作用使得试样内产生更多复杂裂缝,导致流体渗流通道更多、渗流规模更大;循环冲击3次时,试样形成单一裂缝,渗透率提升340.91%~380.00%;循环冲击6次时,裂缝初步连通,渗透率提升1 468.18%~2 893.33%;循环冲击九次时,形成连通裂缝网络,渗透率提升4 718.18%~9 380.00%。研究表明,循环冲击作用能够显著提高砂岩的渗透率,裂缝扩展和连通是渗透率提升的关键驱动因素。 展开更多
关键词 砂岩型铀矿 循环冲击 SHPB CT扫描 渗流模拟
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动态恒速剪切下砂岩粗糙结构面的力学行为及嗣后渗流特性 被引量：1
12
作者 蔚立元 武东阳 +2 位作者 苏海健 袁紫宸 鞠明和 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期92-108,共17页
为了探究岩石粗糙结构面的动态剪切力学响应以及损伤结构面的渗流特性:首先,采用动态恒速剪切系统对砂岩粗糙结构面开展不同剪切速率条件下的剪切力学试验,分析了剪切速率以及结构面粗糙度系数对峰值抗剪强度以及滑移特征的影响;随后,... 为了探究岩石粗糙结构面的动态剪切力学响应以及损伤结构面的渗流特性:首先,采用动态恒速剪切系统对砂岩粗糙结构面开展不同剪切速率条件下的剪切力学试验,分析了剪切速率以及结构面粗糙度系数对峰值抗剪强度以及滑移特征的影响;随后,利用三维扫描技术获得动态剪切前后粗糙结构面的损伤特征,并开展不同围压条件下的损伤结构面渗流试验,探究动态剪切作用后损伤结构面的嗣后渗流特性。动态剪切试验结果表明,砂岩结构面的动态峰值抗剪强度随着剪切速率的增加而降低,而剪切速率对剪切刚度的影响规律不明显。随着剪切速率由50 mm/s增加至210 mm/s,粗糙度系数为12.43的砂岩结构面峰值抗剪强度由8.49 MPa下降至6.88 MPa。此外,在相同剪切速度条件下,砂岩结构面的动态峰值抗剪强度随着结构面粗糙度的增加而增大。损伤砂岩结构面高程分布频率均随着剪切速度的增加而下降。相同粗糙度条件下,结构面损伤程度随着剪切速率的增加总体呈上升趋势,导致裂隙开度降低,进而影响结构面的渗透性能。渗流试验结果表明,动态剪切作用后的损伤砂岩结构面水力梯度和体积流量关系符合Forchheimer方程。此外,在相同的围压条件下,损伤结构面的渗透系数随着剪切速率的增加而降低,而随着粗糙度系数的增加而升高。 展开更多
关键词 动态恒速剪切 砂岩粗糙结构面 剪切速率 峰值抗剪强度 损伤特征 渗流特性
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航空动力锂离子电池热失控行为与气体燃爆危险性研究进展 被引量：2
13
作者 杨娟 牛江昊 +3 位作者 魏陟珣 胡佳宁 包防卫 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期85-102,共18页
动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研... 动力锂离子电池的安全问题是制约电动航空器运行与适航取证的技术瓶颈问题,影响全球电动航空的发展。由锂离子电池热失控引发的燃烧、爆炸等失效事件会造成机毁人亡的灾难性后果。旨在为相关研究人员介绍锂离子电池热失控爆炸特性的研究现状,从锂离子电池热失控燃爆行为、热失控气体爆炸极限和热失控气体爆炸危险性评估3个方面进行阐述:在锂离子电池热失控燃爆行为方面,介绍了锂离子电池热失控发展过程,分析了热失控冲击特征参数测定方法,总结了热射流演变机制及射流火焰的模拟仿真与实验方法;针对热失控气体的爆炸极限,对比国内外气体爆炸极限测试标准,总结了热失控气体爆炸极限理论计算方法,并介绍了原位检测爆炸极限的创新方法;在热失控气体爆炸危险性评估方面,介绍了老化锂离子电池危险性评估方法,以及爆炸危险性参数指标。提出未来的研究将侧重于先进诊断技术、增强电解质稳定性、多尺度建模、先进抑制技术以及建立标准化测试流程和技术法规等领域。 展开更多
关键词 航空动力锂离子电池 热失控 气体燃爆 爆炸冲击
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脑卒中患者膝关节软骨力学特性分析 被引量：1
14
作者 张楠 孟庆华 +1 位作者 鲍春雨 周鲁星 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期940-949,共10页
对比分析脑卒中患者健侧与健康人群相应一侧膝关节软骨组织(半月板、股骨软骨、胫骨软骨)的力学特性。基于MRI和CT建立完整的膝关节有限元模型;通过8镜头Qualisys动捕系统和Kistler三维测力台同步采集脑卒中患者与健康人群步行的运动学... 对比分析脑卒中患者健侧与健康人群相应一侧膝关节软骨组织(半月板、股骨软骨、胫骨软骨)的力学特性。基于MRI和CT建立完整的膝关节有限元模型;通过8镜头Qualisys动捕系统和Kistler三维测力台同步采集脑卒中患者与健康人群步行的运动学和动力学数据;通过OpenSim中的肌骨模型计算膝关节力矩和关节反作用力,关节力矩和关节反作用力作为有限元模型的输入,通过有限元分析软件计算两类人群膝关节软骨组织(半月板、股骨软骨、胫骨软骨)的应力情况,通过独立样本T检验比较其差异性。脑卒中患者健侧膝关节软骨组织(半月板、股骨软骨、胫骨软骨)的等效应力峰值、最大主应力、最大剪切应力与健康人群相应一侧膝关节软骨组织均存在显著性差异(P值均小于0.01)。在脑卒中患者的步态分析中FE(finite element)模型可计算膝关节软骨组织的力学特性,为获得脑卒中患者生物力学数据提供新的途径,以及帮助脑卒中患者预防软骨损伤提供有效方法。脑卒中患者“健康”肢体不再被认为是真正健康的,在制定康复治疗计划时应与患肢同时考虑。 展开更多
关键词 脑卒中 有限元模型 半月板 股骨软骨 胫骨软骨
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基于机器学习的侵彻弹安全性量化分级方法初探 被引量：2
15
作者 王锋 汪衡 +3 位作者 刘宗伟 王昭明 谭力犁 陆晓宇 《北京理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期67-76,共10页
针对侵彻弹在子弹撞击、破片撞击及殉爆等机械冲击刺激条件下的安全性响应分析方法不健全、量化分级标准缺乏等问题,提出了一种基于机器学习的侵彻弹冲击安全性响应量化分级方法,基于Lee-Tarver装药反应度仿真数据和试验数据集,获得了... 针对侵彻弹在子弹撞击、破片撞击及殉爆等机械冲击刺激条件下的安全性响应分析方法不健全、量化分级标准缺乏等问题,提出了一种基于机器学习的侵彻弹冲击安全性响应量化分级方法,基于Lee-Tarver装药反应度仿真数据和试验数据集,获得了装药反应度与冲击安全性响应等级的映射关系,实现了冲击安全性响应等级的定量预测,并开展了典型侵彻弹的子弹撞击、破片撞击及殉爆验证试验.结果表明:仿真预测结果与试验结果吻合较好,证明了侵彻弹冲击安全性响应量化分级方法的有效性,可为侵彻弹的冲击安全性工程设计提供重要支撑. 展开更多
关键词 侵彻弹 冲击安全性 量化分级 数值模拟 试验验证
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聚能射流作用下带壳PBX装药响应特性实验与仿真模拟 被引量：1
16
作者 邢旭阳 肖有才 +3 位作者 余万千 屈可朋 蒋海燕 王志军 《火炸药学报》 北大核心 2025年第2期177-185,I0007,共10页
为了研究聚能射流作用下带壳PBX装药的响应特性及撞击安全性,开展了50 mm和81 mm两种射流源在不同炸高下的射流冲击实验;设计了一套射流作用下可接触式测量带壳PBX装药反应形成冲击波的实验装置,获取了实验中弹体底部的冲击波压力、弹... 为了研究聚能射流作用下带壳PBX装药的响应特性及撞击安全性,开展了50 mm和81 mm两种射流源在不同炸高下的射流冲击实验;设计了一套射流作用下可接触式测量带壳PBX装药反应形成冲击波的实验装置,获取了实验中弹体底部的冲击波压力、弹体底部钢柱中的应力波;提出了一种射流冲击实验中带壳装药反应形成冲击波的测试方法;利用LS-DYNA对实验过程进行了数值模拟,并且分析了射流口径与炸高对带壳装药冲击起爆的影响,给出了不同口径射流作用下带壳PBX装药临界起爆条件。结果表明,50 mm的射流源在自身直径分别为2倍、4倍和6倍炸高时均能引爆带壳PBX装药,使其发生爆轰反应;81 mm的射流源在3倍和5倍炸高时可以引爆带壳PBX装药,当炸高增加至8倍时,带壳PBX装药则没有发生爆轰反应;在PBX装药发生完全爆轰反应时,弹体底部的冲击波压力达到23 GPa,弹体底部钢柱距顶端100 mm处应力波强度约600 MPa。模拟结果和实验结果吻合较好。同时,50 mm和81 mm两种药型罩射流冲击带壳装药临界起爆炸高分别为其口径的9倍和7倍,说明射流口径对其本身毁伤性能的影响大于炸高,当射流穿过壳体后剩余能量大于38.4 mm^(3)/μs^(2)即会引发爆轰反应。 展开更多
关键词 爆炸力学 带壳PBX装药 聚能射流 冲击波压力 反应烈度
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端到端机器学习代理模型构建及其在爆轰驱动问题中的应用 被引量：1
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作者 柏劲松 刘洋 +1 位作者 陈翰 钟敏 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期19-30,共12页
人工智能/机器学习方法能够发现数据中隐藏的物理规律,构建状态参数与动态结果之间端到端的代理模型,可高效解决强耦合、非线性、多物理等复杂工程问题。在高度非线性的爆炸与冲击动力学领域,选择了一个经典的爆轰驱动问题作为研究对象... 人工智能/机器学习方法能够发现数据中隐藏的物理规律,构建状态参数与动态结果之间端到端的代理模型,可高效解决强耦合、非线性、多物理等复杂工程问题。在高度非线性的爆炸与冲击动力学领域,选择了一个经典的爆轰驱动问题作为研究对象,以数值模拟结果作为机器学习代理模型的训练数据,将正向模拟与逆向设计有机结合起来,基于深度神经网络技术,构建了特征位置速度剖面、材料动态变形与工程因素之间端到端的代理模型,给出了代理模型的计算精确度,验证了代理模型从速度剖面反演工程因素的能力。结果表明:端到端代理模型具有较高的预测能力,其预测的速度剖面与工程因素估计的相对误差均小于1%,可用于高度非线性的爆炸与冲击动力学问题的快速设计、高精度预测和敏捷迭代。 展开更多
关键词 计算爆炸力学 爆轰驱动 人工智能 机器学习 端到端代理模型 深度神经网络
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瓦斯爆炸超压和冲击气流速度衰减模型 被引量：1
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作者 程磊 王蒙 +1 位作者 景国勋 张俊展 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期30-39,共10页
为降低瓦斯爆炸对煤矿作业人员和煤炭安全开采的巨大威胁,对巷道中不同体积的瓦斯/空气混合气体爆炸超压和冲击气流速度随传播距离衰减的规律进行了深入研究。首先,根据量纲分析法和能量相似律,综合考虑巷道中瓦斯爆炸超压、冲击气流速... 为降低瓦斯爆炸对煤矿作业人员和煤炭安全开采的巨大威胁,对巷道中不同体积的瓦斯/空气混合气体爆炸超压和冲击气流速度随传播距离衰减的规律进行了深入研究。首先,根据量纲分析法和能量相似律,综合考虑巷道中瓦斯爆炸超压、冲击气流速度随传播距离衰减的影响因素,建立了超压和冲击气流速度随传播距离衰减的无量纲公式。其次,对大尺寸巷道中的试验数据进行回归分析,得到了超压、冲击气流速度的衰减模型及两者之间的关系式。最后,对所建立的衰减模型和关系式进行验证。结果表明:混合气体能量、气体积聚体积、测点距离、水力直径和巷道截面积是超压、冲击气流速度衰减的主要影响因素;超压、冲击气流速度均与混合气体积聚体积正相关,起始超压和冲击气流速度越高,衰减越迅速;衰减模型理论值与试验值的相对误差及关系式理论值与试验值的相对误差均控制在约10%,数据整体吻合度较高,验证了其可靠性,能够更简洁直观地描述瓦斯爆炸传播规律,实现对超压、气流速度的快速计算。 展开更多
关键词 瓦斯爆炸 冲击波超压 冲击气流速度 量纲分析法 衰减规律
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钻地弹侵彻深度尺寸效应分析与实用计算公式 被引量：1
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作者 何勇 徐天涵 +2 位作者 张效晗 随亚光 邢灏喆 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期90-107,共18页
缩比模型试验是研究弹体侵彻规律的重要手段,模型试验结果与原型之间的尺寸效应是建立侵深计算方法必须解决的问题。依据已有基础理论推导了钻地弹侵彻岩石类靶体介质的应力与应变状态演化和弹体侵彻阻抗函数,得到了表征尺寸效应的弹径... 缩比模型试验是研究弹体侵彻规律的重要手段,模型试验结果与原型之间的尺寸效应是建立侵深计算方法必须解决的问题。依据已有基础理论推导了钻地弹侵彻岩石类靶体介质的应力与应变状态演化和弹体侵彻阻抗函数,得到了表征尺寸效应的弹径系数公式,并在常规钻地弹侵彻速度范围内对弹形系数和弹径系数作了简化分析,提出了常规钻地弹侵彻岩石类介质的实用计算公式,系数可直接由弹靶参数确定。结果表明,弹体侵彻阻抗的主要影响因素是靶体波阻抗,尺寸效应是由于靶体破坏区范围不满足几何相似律,弹形系数可简化为弹头长径比的线性函数,平头弹弹形系数为0.57,弹径系数由侵彻空腔半径与破碎区半径之比决定,对于常规钻地弹,弹径系数可取1.2~1.4。侵深理论公式与试验结果对比符合较好,具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 侵彻深度 刚性弹 尺寸效应 弹径系数 弹形系数
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装药不耦合系数对台阶爆破破碎块体抛掷运动规律影响研究 被引量：1
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作者 黄永辉 阮迅 +3 位作者 雷振 毛泽凌 张智宇 周继国 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期223-233,共11页
露天台阶爆破中破碎块体时空运动规律及能耗是衡量爆破效果的重要指标之一,针对不耦合系数改变情况下破碎块体运动速度和能耗问题,采用基础理论方法,通过破碎块体运动轨迹构建能耗计算公式,并结合模型试验,对不同不耦合系数情况下的爆... 露天台阶爆破中破碎块体时空运动规律及能耗是衡量爆破效果的重要指标之一,针对不耦合系数改变情况下破碎块体运动速度和能耗问题,采用基础理论方法,通过破碎块体运动轨迹构建能耗计算公式,并结合模型试验,对不同不耦合系数情况下的爆破破碎块体运动速度变化规律及能耗情况开展系统研究。结果表明:起爆后,岩体在约2 ms时初步产生裂隙,约20 ms时加速完成;岩体自由表面呈现上下两侧低、中间高的鼓包形态;破碎块体的速度随着时间呈现加速—动态匀速—抛掷减速3个过程,并且在18 ms左右达到初始抛掷速度和抛掷动能,此后破碎块体基本不受爆生产物的作用;通过计算获得了不同不耦合系数条件下的抛掷动能值,其占炸药总能量的比例为5%~16%;抛掷动能及其占比随着不耦合系数的增大而减小,当不耦合系数从1.250增至3.375时,抛掷动能从3.06 kJ减小到1.12 kJ,抛掷动能占比从15.3%减小到5.6%。研究成果对露天台阶爆破不耦合装药条件下的岩体破碎、破碎块体运动规律及能耗分布研究具有理论指导意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 不耦合系数 台阶爆破 运动速度 抛掷动能 高速摄影仪
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