为探究纳米多孔材料液体系统(Nanoporous Material Liquid Systems,NMLS)在提升纤维围栏抗爆性能中的应用价值,针对纳米多孔二氧化硅水悬浮液的削爆效应开展了实验与数值模拟研究。通过内爆炸实验对比了空腔-围栏、水填充腔体-围栏以及N...为探究纳米多孔材料液体系统(Nanoporous Material Liquid Systems,NMLS)在提升纤维围栏抗爆性能中的应用价值,针对纳米多孔二氧化硅水悬浮液的削爆效应开展了实验与数值模拟研究。通过内爆炸实验对比了空腔-围栏、水填充腔体-围栏以及NMLS填充腔体-围栏三种环形复合结构的抗爆性能,结果显示三者纤维断裂情况差异较小,水和NMLS均未表现出明显的削爆效果。建立了与实验工况对应的数值模型,采用经动态冲击实验校验的压实状态方程描述NMLS的力学行为,模拟结果表明:水和NMLS反而显著增强了围栏内壁上的爆炸载荷,压力峰值分别达到了无液体层时的1.7倍和1.9倍;NMLS引起更加严重的载荷增强是因为冲击波传入NMLS时在追赶加载作用下经历了更高幅度的初始压力增长。进一步开展了更宽参数范围的数值分析,发现:水层始终表现出爆炸增强效应,而NMLS对爆炸载荷的影响随着爆距增大、装药量减小或液体层增厚,由增强效应逐渐转化为削弱效应,这源于NMLS的吸能能力与爆炸载荷实现了匹配,导致冲击波穿过NMLS层后压力发生更大幅度的衰减。展开更多
文摘为探究纳米多孔材料液体系统(Nanoporous Material Liquid Systems,NMLS)在提升纤维围栏抗爆性能中的应用价值,针对纳米多孔二氧化硅水悬浮液的削爆效应开展了实验与数值模拟研究。通过内爆炸实验对比了空腔-围栏、水填充腔体-围栏以及NMLS填充腔体-围栏三种环形复合结构的抗爆性能,结果显示三者纤维断裂情况差异较小,水和NMLS均未表现出明显的削爆效果。建立了与实验工况对应的数值模型,采用经动态冲击实验校验的压实状态方程描述NMLS的力学行为,模拟结果表明:水和NMLS反而显著增强了围栏内壁上的爆炸载荷,压力峰值分别达到了无液体层时的1.7倍和1.9倍;NMLS引起更加严重的载荷增强是因为冲击波传入NMLS时在追赶加载作用下经历了更高幅度的初始压力增长。进一步开展了更宽参数范围的数值分析,发现:水层始终表现出爆炸增强效应,而NMLS对爆炸载荷的影响随着爆距增大、装药量减小或液体层增厚,由增强效应逐渐转化为削弱效应,这源于NMLS的吸能能力与爆炸载荷实现了匹配,导致冲击波穿过NMLS层后压力发生更大幅度的衰减。