爆炸荷载作用下曲面钢-混凝土钢组合板的动态响应研究

为探究钢-混凝土-钢组合板(组合板)的抗爆性能,设计四种不同曲率的组合板;利用有限元软件ABAQUS对比研究这四种组合板在爆炸荷载作用下的损伤、位移和能量耗散情况。同时,以曲率为0.75的组合板为例,参数化分析了炸高、炸药量、钢板厚度、混凝土厚度、栓钉间距和直径对其动态响应的影响。研究表明:在相同爆炸作用下,组合板的最大动能和最大跨中位移均随着曲率增大而减小。当内外层钢板总厚度不变时,适度增大内层钢板厚度更有利于降低组合板的最大跨中位移。适度增加组合板的曲率,适度减小栓钉间距或增大栓钉直径均有利于提高组合板的抗爆性。根据非线性回归拟合得到了组合板的最大跨中位移与钢板厚度(或混凝土厚度)和炸药量的两种经验公式。

正高程差下边坡爆破对X70钢管振速的影响

为了探究正高程差边坡爆炸施工对邻近埋地管道振速的影响,基于商用有限元软件ANSYS/LS-DYNA采用数值模拟方法研究了炸药量相同(30 kg),正高程差不同(2.1、2.6、3.1、3.6、4.1、4.6和5.1 m)时,边坡爆破振动对既有X70管道振速的影响,并与平面地形结果作对比分析。研究表明:相较于平面地形,在水平距离不变的条件下,管道Y方向上会出现振速放大现象,且随着高程增大,振速加快衰减。管道振速放大系数随着高程差的增大呈现先增大后减小的趋势。当高程差为3.1 m时,管道迎爆面测点的振速放大系数最大,为1.998;当高程差为3.6 m时,管道背爆面测点的放大系数最大,为1.622。爆炸地震波在不同的介质界面发生折射和反射所形成的叠加效应以及在坡脚发生绕射,是产生高程放大效应的主要原因。

国内外危险化学品安全管理体系探讨

长期依赖法律法规的主导作用而忽略危险化学品安全技术的研究,使得危险化学品安全管理和安全技术的基础薄弱,已经严重阻碍了我国危险化学品安全管理体系的完善。本文介绍了国内外危险化学品安全管理的最新研究进展。在结合国际研究热点和先进安全管理模式的基础上分析了当前我国危险化学品安全管理存在的主要问题,并提出了我国危险化学品安全管理的应对措施、今后的研究重点和发展趋势。

铝酸盐系长余辉发光材料的研究新进展

稀土离子激活的铝酸盐系长余辉发光材料因其余辉时间长、余辉亮度高、性能稳定、不含放射性等优点受到了广泛关注。由于其性能优越,大大拓宽了长余辉材料的应用领域,因此它已经成为储能节能发光材料研究的新中心。近几十年来,无论材料的制备还是应用开发都已经取得了很大的进展。主要综述了铝酸盐系长余辉发光材料的研究历史,特别是近十几年的研究进展,对长余辉发光材料余辉机制、制备方法进行了总结,同时也介绍了国内外长余辉发光材料开发应用现状,对其今后的研究与应用前景进行了展望。

硫酸亚钛爆轰制备纳米TiO_2粒子

以硫酸亚钛,氨水,硝酸铵和黑索金炸药为主要原料,结合沉淀法和爆轰技术对爆轰合成纳米二氧化钛进行了研究,同时利用X射线粉晶衍射仪(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对爆轰灰及经过在空气中500℃,1h处理后的爆轰灰进行测试分析,结果表明：收集的爆轰灰是以金红石和锐钛矿相的二氧化钛为主粒径为(30±10)nm的球形超微粉,同时含有少量的杂质(Ti_7O_(13)和C)．经过500℃,1h的热处理除杂后,制备的二氧化钛纳米粉末仍为金红石和锐钛矿相组成的混晶,金红石相和锐钛矿相的相对含量比为9：1,二氧化钛晶粒有轻微长大现象。

深孔连续与间隔装药爆破数值模拟研究

基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,采用岩石材料的JHC本构模型,模拟了深孔连续与间隔装药爆破时的压力场、应力场以及速度场发展过程,分析了装药结构不同和起爆方式不同对爆破效果的影响。研究表明:与连续装药结构相比,中部间隔装药结构能够降低初始压力峰值,降低炸药单耗,减少爆破产生的震动效应,改善爆破效果。对于中部间隔装药结构,在不存在时差的前提下,底部起爆可提高能量利用率,而中部起爆可减小爆破震动。

CFRP加固含初始裂纹的RC梁的抗爆性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)加固建筑结构是一种新兴的加固技术。国内外鲜有CFRP加固含初始裂纹的结构构件(如RC梁)的抗爆性能的研究报道。基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,从加固层数和加固宽度两方面对CFRP局部全包裹加固含初始裂纹RC梁(裂纹梁)的抗爆性能进行非线性有限元数值分析。研究表明,采用CFRP对裂纹梁的裂纹处进行局部全包裹加固可提高裂纹梁的整体刚度,减小其在爆炸荷载作用下的损伤和变形程度。当CFRP的加固层数为4层、加固宽度为300mm时,可有效提高裂纹梁的抗爆性能。该研究成果对建筑结构抗爆设计和抗爆加固研究具有一定的指导意义。

水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析

利用动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟研究水下爆破破冰过程中爆炸冲击波压力的作用特征和传播规律,对比分析在冰体覆盖的相对封闭条件和常规水下爆炸时水中压力变化的差异性。研究表明:爆炸冲击波产生的水压力以炸药为中心向四周传播,对冰面破碎起主要作用,被扰动冰体主要发生振动折裂。炸药周围近区压力初始峰值大体上相同,爆源远区相差较大,冰盖的存在减弱了爆破能量的耗散。对于相同集中药包,入水深度直接影响爆破破冰效果。和常规水下爆炸相比,在冰体覆盖的相对封闭条件下水中峰值压力较小,衰减速度较慢。

燃气爆炸对砖混建筑的结构破坏研究

燃气爆炸事故对民用建筑结构造成的影响越来越受到人们的关注.以典型的燃气爆炸事故为例,结合砖混建筑结构的传力特征,初步分析了燃气爆炸造成的墙体、楼板、阳台和门窗的破坏过程,以及导致砖混建筑结构破坏的主要原因,提出了有效降低燃气爆炸事故造成建筑结构破坏程度的解决方案,以期为砖混建筑的抗爆设计与结构加固提供一定的技术帮助.

空爆载荷作用下钢筋混凝土梁压力场与响应分析

数值模拟研究了空爆载荷作用下钢筋混凝土梁正上方的压力传播过程、梁不同位置的节点位移变化、钢筋和混凝土的受力情况,支座类型对钢筋混凝土梁损伤破坏形态的影响。研究表明:空爆形成的冲击波先以近似球状的波阵面形式自由向外传播,遇到钢筋混凝土梁后发生明显的反射和透射现象;当接近梁上表面时,冲击波发生正反射,超压峰值明显升高;当冲击波传播至梁底面时,由于反射形成强拉伸波,导致梁跨中处的底面先出现损伤拉伸破坏;梁跨中顶面部位最先受到爆炸冲击波作用,跨中处弯曲变形大于其他部位并且都在冲击波作用将近结束时达到最大值。在相同炸药量和比例距离的情况下,不同支座的钢筋混凝土梁在爆炸冲击波作用下会产生不同的破坏模式(简支梁主要产生弯曲破坏,固支梁主要产生弯剪破坏)。提高梁跨中纵筋配筋率、支座处箍筋配筋率、钢筋强度和混凝土强度以及对高应力易开裂区(梁跨中和支座处)进行局部加固,可提高钢筋混凝土梁的抗爆能力。

深孔间隔装药爆破对不同孔壁介质的影响

数值模拟研究了岩石、混凝土和土三种不同孔壁介质深孔间隔装药爆破时的扩孔特征、压力场、应力场、速度场和能量分布及传播衰减规律,还分析了间隔介质(空气和水)和起爆方式等对孔壁介质中冲击波传播规律的影响。研究表明:由于岩石、混凝土和土三种孔壁介质的波阻抗和可压缩性不同,导致爆破后分别形成"狼牙棒"型、"纺锤"型和"圆柱"型三种爆腔。与岩石和混凝土相比,在土体中的扩孔宽度分别提高约60%和约45%,土能缓解孔壁压力和等效应力、降低爆破振动效应、减缓爆炸冲击波的衰减速度和提高能量利用率,而在岩石和混凝土介质中,上述效果的差异性不太明显。与水间隔装药相比,在岩石和混凝土孔壁介质中采用空气间隔装药结构能降低约7%的孔壁压力。在岩石和混凝土孔壁介质中,采用底部起爆方式能够提高炸药的能量利用率,中部起爆方式能够减缓爆破振动效应,而在土体中并不明显。

爆轰和燃烧法合成SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)纳米发光粉(英文)

在低温条件下分别用爆轰法和燃烧法制备出了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+纳米发光粉。从合成条件、热处理温度等方面详细对比了爆轰法和燃烧法对所制备的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+纳米发光粉的晶体生长行为、粒子形貌和光学性质等的影响。研究表明,随着热处理温度的升高,爆轰法制备的纳米发光粉的平均粒径逐渐增大,而燃烧法制备的纳米发光粉的平均粒径先减小后增大,在600℃时平均粒径存在一个极小值。在同样热处理温度下,爆轰法制备的纳米发光粉的平均粒径增长明显高于燃烧法合成的纳米发光粉的平均粒径。最后讨论了长余辉的发光机理,并给出了如何改进合成方法的建议。

工程爆破行业信息化建设的探讨

构建高效、反应快捷和运行可靠的信息化体系不仅能全面提升工程爆破行业的安全管理、预防事故和应急处置突发事件的能力,还能推动工程爆破行业的技术进步,为各级政府决策提供科学依据。为加快信息技术与工程爆破生产技术的融合,首先结合工程爆破的行业特点,分析了当前我国工程爆破行业信息化建设的现状及其存在的问题,然后论述了今后工程爆破行业信息化建设的对策措施和研究重点与方向。

TNT炸药爆炸场中三波点的数值模拟

准确预测三波点的位置和揭示三波点的规律,对工程防护和实现弹药的高效损伤有着重要作用。基于LS-DYNA有限元软件,利用数值模拟方法研究了TNT炸药在混凝土地面上形成爆炸冲击波的三波点运动轨迹,并初步揭示了炸高、药量和炸药形状等因素对三波点高度的影响。研究表明:在爆炸场中,爆炸冲击波以炸药为中心向四周传播,三波点轨迹的高度均呈现逐渐增高的变化趋势。不论改变炸药的药量还是炸高,三波点高度的增速在中场(4.0~7.0 m)都较缓,而进入远场(>7.0 m)增速骤增。当炸药的炸高和药量相同,炸药形状不同时,圆柱状炸药在中场爆炸形成的三波点高度比长方体炸药略高,且高度增速都较缓;而在远场三波点的高度基本相等,且增速急剧上升,趋于定值。与炸药形状的影响相比,炸高和药量对TNT炸药爆炸冲击波的三波点高度的影响较大。

爆轰对纳米晶体微结构的影响

利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+))进行了初步研究。通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定量地揭示了爆轰对纳米晶粒微结构的影响。研究表明,爆轰会对合成的纳米氧化物以及复合氧化物的微结构能产生不同的畸变效应。不同的晶粒尺度,不同的前驱体,产生的晶格畸变呈现各向异性晶格膨胀和收缩现象,如液相混合炸药制备的纳米氧化钛产生的平均畸变度是固相炸药制备纳米氧化钛的1.98倍,甚至达到2.72倍,同时随着晶体粒径的增大,平均畸变度减小;而爆轰法制备的SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)纳米发光粉,在晶粒度变化不大的条件下,经过600～800℃的热处理后却产生了先增大后减小的平均畸变度。

材料力学一题多解对学生发散思维的培养

力学教师若适时、适量地采用一题多解的模式进行材料力学课程教学,并有意识地训练这些解题方法,不仅能启发学生综合运用所学力学知识去分析问题、解决问题,还能培养、训练学生的发散性思维能力,有效增强学生思维的灵活性和开拓性,提高学生分析、解决工程中力学问题的能力。本文以材料力学习题课中一道桁架结构节点位移的求解问题为例,归纳总结多种不同求解方法的原理、核心知识点以及解题步骤,探讨力学教学中采用一题多解的必要性。

气相爆轰合成纳米TiO_2粉末的实验研究

以H_2/Air预混气体为爆炸源,在自制爆炸反应管中通过气相爆轰制备纳米TiO_2粉末。探讨了不同初始条件(初始温度25~200℃;H_2/Air混合比0.2~0.8)下管内爆轰压力的变化规律,同时借助XRD和TEM对不同初始温度下爆轰合成及高温煅烧的纳米TiO_2粉末的晶粒尺寸、晶相成分、形貌特征等进行表征。结果表明:以化学当量比预混的H_2/Air为爆炸源时,管末端的爆压最大;随着H_2含量的增加,管末端的爆压最终提高了39.03%,且增长速率先增后减;初始温度的上升使管末端的爆压最终降低了36.86%。气相爆轰合成的纳米TiO_2粉末(锐钛矿和金红石混晶),其晶粒尺寸随初始温度的升高先增后减,且其锐钛矿相含量逐渐减少;爆轰产物在高温煅烧过程中,锐钛矿相向金红石相转变的相变温度在700~900℃左右,且产物晶粒尺寸随煅烧温度的上升而逐渐增加。

卓越计划下土建类专业材料力学教改研究

材料力学知识的了解和掌握透彻与否,直接影响普通高校土建类专业学生后续专业课程的学习和解决工程实际问题的能力[1].长期以来,由于材料力学课程自身理论性强,内容抽象,公式繁多,学生学习的积极性不高.力学教师从教学大纲修订、现代化教学手段、实验教学改革和考试方法调整等方面对力学课程进行教学改革,在-定程度上提高了教学质量.

不同连接方式对钢梁钢柱节点抗爆性能的影响

研究爆炸荷载作用下钢梁钢柱节点的动力学性能,对有效预防整体结构的连续性倒塌具有重要意义。先利用有限元分析软件ANASYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下的钢梁进行数值模拟,并与Amr的实验结果进行对比以验证模型和所用材料参数的合理性;然后研究采用不同连接方式(狗骨式连接和端板螺栓式连接)对钢框架梁、柱节点抗爆性能的影响。研究表明:与端板螺栓式连接相比,在相同爆炸荷载作用下,狗骨式连接时节点的最大应力较小,梁跨中节点的最大挠度最大。由于狗骨式连接在梁的上、下翼缘处进行了一定的削弱处理,使得较长的梁段能同时进入塑性阶段,可有效保护节点。在相同爆炸荷载作用下,端板螺栓式连接时,节点的承载能力和抗塑性变形能力要优于狗骨式连接。

爆炸焊接过程的安全评价与安全管理

爆炸焊接过程会产生爆炸地震、冲击波、有毒气体和噪声等有害效应。本文首先从安全评估、设计和安全管理等方面对爆炸焊接过程中存在的安全问题进行了剖析;并提出了相应的防护措施,为爆炸焊接的安全施工和危害控制提供了有益的帮助;最后提出了爆炸焊接过程的安全评价和安全管理工作今后的发展方向,以期进一步提高爆炸焊接作业的本质安全。