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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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一种新层级多胞薄壁结构轴向吸能性能研究
2
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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城市建筑外爆威力场与毁伤效应数智仿真模型及应用
3
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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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
4
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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含甲基膦酸二甲酯的细水雾对氢-空气爆炸的影响机制
5
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
6
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
7
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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RC箱型结构内爆炸载荷特性和动力行为分析
8
作者 李军润 卢永刚 +1 位作者 冯晓伟 吴昊 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第1期131-151,共21页
爆炸冲击波在钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)箱型结构中难以向外自由扩散,经多次反射叠加后可加剧结构的破坏。为全面探究RC箱型结构内爆炸载荷特性及其动力行为特征,通过复现完全密闭和半密闭(带泄爆口)RC箱型结构的内爆炸试验,... 爆炸冲击波在钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)箱型结构中难以向外自由扩散,经多次反射叠加后可加剧结构的破坏。为全面探究RC箱型结构内爆炸载荷特性及其动力行为特征,通过复现完全密闭和半密闭(带泄爆口)RC箱型结构的内爆炸试验,验证了所采用有限元建模和分析方法的适用性。进一步,针对典型RC箱型结构和美国联邦应急管理署规定的爆炸恐怖袭击类型,开展了3种爆炸威胁和4种泄爆面积下的内爆炸数值模拟分析,考察了结构内壁面中心和内角隅处的载荷及其分布以及结构的动力行为特征。结果表明:泄爆面积对各特征点爆炸波峰值超压的影响较小,而爆炸波冲量随泄爆面积的增大近似呈指数形式降低;结构内壁面的载荷分布受结构尺寸的影响显著,呈内凹或W形;当泄爆系数从0.457增大至1.220时,墙板最大位移可降低50%以上;相较于超压准则,冲量准则可以更准确地评估构件毁伤等级。最后,提出了考虑泄爆面积的冲量增强因子和毁伤增强因子计算方法,能够较好地预测不同泄爆系数下的内爆炸载荷和结构动力行为。 展开更多
关键词 内爆炸 RC箱型结构 载荷特性 动力行为
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基于振动控制的隧道爆破辅助孔延时参数研究
9
作者 陈小磊 龚敏 +3 位作者 吴昊骏 王思杰 吴晓东 吴礼军 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期185-195,共11页
在大型地下隧洞群施工中,辅助孔爆破面临振动速度超标的挑战。为了控制辅助孔爆破振动,提出了一种长短延时协同爆破技术。该技术依据同段爆破孔数上限将同排炮孔划分为多个段位,并将延时分为同排内相邻段位之间的延时(段间延时)与相邻... 在大型地下隧洞群施工中,辅助孔爆破面临振动速度超标的挑战。为了控制辅助孔爆破振动,提出了一种长短延时协同爆破技术。该技术依据同段爆破孔数上限将同排炮孔划分为多个段位,并将延时分为同排内相邻段位之间的延时(段间延时)与相邻排之间的延时(排间延时),从而构建了新型长短延时起爆网络。基于Anderson理论建立了振动波形叠加模型,以现场实测单孔波形为基础推导单段振动波形,进而预测不同延时下多段爆破振动波形,结合安全振速阈值和通过单自由面逐孔爆破试验确定的延时范围确定了最优延时。在某隧道工程中进行了应用,结果表明:当段间延时为8 ms、排间延时为40 ms时,辅助孔爆破振动峰值为2.57 cm/s,低于安全振速阈值3.00 cm/s,炮孔利用率达到了90.3%。该技术在保证爆破效率的同时实现了振动控制,为隧道爆破参数的精细化设计提供了理论支持。 展开更多
关键词 隧道爆破 辅助孔参数 振动速度 爆破效率
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一种新型聚能战斗部对含水复合结构的毁伤
10
作者 崔贺 付建平 +4 位作者 任凯 苗春壮 高小涛 李涛涛 冯雄波 《高压物理学报》 北大核心 2026年第2期45-58,共14页
为提高聚能战斗部对含水复合结构的侵彻能力,设计了一种截锥-球缺组合罩,并通过数值模拟探究了其在水介质中的射流成型运动规律和对含水复合结构的毁伤性能。研究发现:在侵彻含水复合结构的过程中,相比于亚半球-球缺组合罩和U形-球缺组... 为提高聚能战斗部对含水复合结构的侵彻能力,设计了一种截锥-球缺组合罩,并通过数值模拟探究了其在水介质中的射流成型运动规律和对含水复合结构的毁伤性能。研究发现:在侵彻含水复合结构的过程中,相比于亚半球-球缺组合罩和U形-球缺组合罩,截锥-球缺组合罩形成的射流长度更大,射流头部速度更高,在水介质中形成的空腔通道、水介质径向扩展速度均最小,击穿后效靶板后的射流剩余动能以及射流剩余速度最大。利用数值模拟技术探究了截锥-球缺组合罩中截锥罩的锥角、高度、侧壁壁厚、顶壁壁厚等结构参数对射流形态及侵彻性能的影响,并对其进行了正交优化试验设计,结果表明:结构参数对射流侵彻性能的影响由大到小依次为截锥罩的锥角、高度、侧壁壁厚、顶壁壁厚;当锥角为26°、高度为22 mm、侧壁壁厚为4.0 mm、顶壁壁厚为3.2 mm时,截锥-球缺组合罩的侵彻性能较优,穿透后效靶板时的射流剩余动能为136.2 kJ。该研究对聚能型鱼雷战斗部的设计以及提高鱼雷战斗部毁伤威力具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 聚能装药 水下侵彻 组合药型罩 含水复合结构
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不同聚能装药结构侵彻花岗岩高精度数值仿真与验证
11
作者 李拓键 王成 +1 位作者 郭宇阳 邵楠 《北京理工大学学报》 北大核心 2026年第2期111-122,共12页
为研究不同聚能装药结构的高精度数值仿真算法,基于欧拉网格下的流体弹塑性方程组,构建了聚能射流成型及侵彻花岗岩的高精度数值求解算法,对不同聚能装药结构进行模拟并开展试验验证.设计并实现了两种新型聚能装药结构,开展了与单锥型... 为研究不同聚能装药结构的高精度数值仿真算法,基于欧拉网格下的流体弹塑性方程组,构建了聚能射流成型及侵彻花岗岩的高精度数值求解算法,对不同聚能装药结构进行模拟并开展试验验证.设计并实现了两种新型聚能装药结构,开展了与单锥型聚能装药结构的侵彻花岗岩静破甲对比验证试验,将仿真结果与试验结果进行了对比.结果表明:高精度数值仿真算法与试验结果在稳定开孔直径与侵彻深度方面误差均小于12%;A型聚能装药结构相比于单锥聚能装药结构射流稳定开孔孔径提高了45.2%,B型聚能装药结构相比于单锥聚能装药结构射流稳定开孔孔径提高了58.1%. 展开更多
关键词 爆炸力学 新型聚能装药 花岗岩 高精度数值算法 聚能射流成型以及侵彻
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基于协同形状记忆预应力聚氨酯冲击波防护性能
12
作者 高亚茹 徐文龙 +1 位作者 王成 刘传艺 《兵工学报》 北大核心 2026年第2期258-266,共9页
针对爆炸冲击波高效防护需求,设计一种协同形状记忆预应力聚氨酯防护结构,通过形状记忆材料的形状可编程性在聚氨酯中存储预应力抵消冲击波载荷,从而增强材料的冲击波衰减能力。对形状记忆聚合物进行了差示扫描量热(DSC)测试和形状记忆... 针对爆炸冲击波高效防护需求,设计一种协同形状记忆预应力聚氨酯防护结构,通过形状记忆材料的形状可编程性在聚氨酯中存储预应力抵消冲击波载荷,从而增强材料的冲击波衰减能力。对形状记忆聚合物进行了差示扫描量热(DSC)测试和形状记忆性能测试,确定材料的玻璃化转化温度以及形状记忆特性。随后制备了3种压缩量(0%、8%、16%)的协同形状记忆预应力聚氨酯结构,并用4种含量的SiO_(2)纳米粒子(0%、1%、2%、3%)进行改性。最后利用多功能冲击炮进行冲击波防护性能测试,揭示压缩量和纳米粒子含量对结构冲击波衰减性能的影响规律。研究结果表明:施加预应力后,冲击波峰值压力衰减效果得到增强,并且随着压缩量的增加而上升,最高衰减比例可达71.89%;SiO_(2)纳米粒子的加入也可以增强协同形状记忆预应力聚氨酯防护结构的冲击波衰减效果,峰值压力最大衰减比例为27.36%,峰值加速度最大衰减51.23%。 展开更多
关键词 冲击波防护 协同形状记忆 预应力 聚氨酯
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理想流体空穴湮灭能量汇问题的特征能量因子
13
作者 陈昊祥 王明洋 +1 位作者 李杰 蒋海明 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期139-148,共10页
在物理学中,“源”指的是物质或能量的出发点,而“汇”则是指物质或能量的到达点。类比地下爆炸能量源问题,提出了理想流体空穴湮灭的能量汇问题,详细分析了理想流体空穴湮灭问题中能量的平衡关系与调整机制,建立了流体压力做功与能量... 在物理学中,“源”指的是物质或能量的出发点,而“汇”则是指物质或能量的到达点。类比地下爆炸能量源问题,提出了理想流体空穴湮灭的能量汇问题,详细分析了理想流体空穴湮灭问题中能量的平衡关系与调整机制,建立了流体压力做功与能量汇聚、传递和转化的关系,引入了描述能量汇“向心汇聚”问题的特征能量因子。分析了特征能量因子的物理机理与数学依据,阐述了特征能量因子的特点、优势以及适用范围。能量汇特征能量因子包含了汇聚能量、空穴的几何尺寸以及流体的物理性质等信息,能很好地表征能量汇问题的“汇聚”特性,可为后续固体“能量汇”问题的研究奠定理论基础。 展开更多
关键词 能量源 能量汇 地下爆炸 空穴湮灭 特征能量因子
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分离螺母耐高温低冲击装药序列及其冲击响应特性研究
14
作者 彭帅 曲展龙 +1 位作者 陈楷 胡振兴 《兵器装备工程学报》 北大核心 2026年第2期126-136,共11页
为解决现有分离螺母用火工药剂无法耐受高温环境,缺少可直接选型的耐高温药剂,并且更换耐高温药剂后可能造成冲击响应过大问题,开展耐高温低冲击火工药剂选型、输出冲击响应分析和热安定性分析,提出了一种适合分离螺母用耐高温低冲击装... 为解决现有分离螺母用火工药剂无法耐受高温环境,缺少可直接选型的耐高温药剂,并且更换耐高温药剂后可能造成冲击响应过大问题,开展耐高温低冲击火工药剂选型、输出冲击响应分析和热安定性分析,提出了一种适合分离螺母用耐高温低冲击装药序列:脱结晶水处理后羧斯钡+炭黑/硝酸钾,耐温能力不低于230℃4 h,冲击响应最大加速度值为1302.7 g,与目前非高温环境下分离螺母常用的低冲击效果较好的2/1樟药剂的冲击响应最大加速度值1134.9 g相当。研究发现,火药的燃速、峰值燃气压力和气固比是影响分离螺母冲击响应的重要因素,为分离装置低冲击药剂选型和设计提供了基础。 展开更多
关键词 火工冲击 冲击响应谱(SRS) 耐高温药剂 热安定性分析 分离螺母
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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：3
15
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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循环冲击作用下砂岩裂缝扩展及渗透率响应特征 被引量：3
16
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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航空动力锂离子电池热失控高温与冲击危害的被动防护包容性 被引量：2
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作者 杨娟 梁焰彭 +2 位作者 刘媛 刘添添 张青松 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期115-125,共11页
锂离子电池热失控造成的热冲击将损坏安装结构,对周围人员和设备安全构成威胁,是限制其在航空领域应用的关键问题。通过自主搭建的锂离子电池热失控高温冲击实验平台研究发现,单节电池热冲击对电池包顶板的冲击压力高达13.23 kPa,致使... 锂离子电池热失控造成的热冲击将损坏安装结构,对周围人员和设备安全构成威胁,是限制其在航空领域应用的关键问题。通过自主搭建的锂离子电池热失控高温冲击实验平台研究发现,单节电池热冲击对电池包顶板的冲击压力高达13.23 kPa,致使其外表面温度高达274℃。为了有效包容锂离子电池热失控造成的高温冲击危害,提出了电池包顶板涂敷防火涂层的被动防护方法。通过实验研究发现,环氧树脂基膨胀型防火涂层可通过膨胀有效阻隔锂离子电池热失控冲击压力的影响,通过吸收热量降低并延缓电池包顶板的温度上升。分析锂离子电池热失控包容性验证实验结果可知,1.0 mm厚的E80S20涂层和E85S15B3涂层分别使电池包顶板最高温度下降52.16%和55.80%,结构最高形变分别降低72.2%和44.4%。研究结果表明,防火涂层被动防护技术能够有效提升电池舱体对热失控高温和冲击危害的包容性,可作为航空动力锂离子电池系统安全性设计的有效措施。 展开更多
关键词 锂离子电池 热冲击 防火涂层 被动防护 热失控包容性
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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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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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