爆炸冲击波信号处理方法比较

空中爆炸冲击波的实测信号中,常有幅值很大的瞬时干扰信号,冲击波超压峰值的获取往往需要采用后期信号处理的方法。针对模爆器产生的爆炸冲击波超压的特点,采用"经验拟合"和"数字滤波"2种不同的处理方法进行信号的消噪处理,通过对试验测试结果的比较研究,肯定了传统的经验公式拟合方法在爆炸冲击波信号处理中的适用性。

压电传感器受爆炸瞬变温度影响的试验研究

为了研究压电式压力传感器在爆炸冲击波压力测试中受瞬变温度的影响,首先对瞬变温度对压电式压力传感器的影响因素进行了讨论,然后利用CY-YD-205型压电式压力传感器在爆炸试验坑中进行了冲击波压力测试,对该传感器采用无热防护措施、涂抹凡士林热防护和覆盖玻璃纤维布热防护3种措施同时进行对比试验。基于爆炸冲击波压力实测数据的分析,阐述了爆炸产生的热辐射对压电传感器的实际影响,并验证了传统热防护措施的有效性。

等强度悬臂梁自振频率计算与实验研究

针对力学实验中常用的等强度悬臂梁设备,对其横向振动的基频进行了分析;采用瑞利法给出了解析解,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立数值模型计算了数值解,并通过实验对两种方法的计算结果进行了验证。

VB.NET多线程在数据采集与处理系统中的应用

VB.NET的多线程技术及利用该技术实现多路数据采集与实时数据处理的方法。

混凝土板在接触爆炸作用下的震塌和贯穿临界厚度计算方法

采用刚塑性模型描述介质的动力学行为,结合不可压缩条件和质量守恒条件及边界条件,构造塑性区的动力学许可速度场;利用极限平衡原理推导动力学许可速度场所对应的介质抗力的量纲一表达式;根据初始条件和边界条件,求解运动方程,分别得到爆炸震塌的临界厚度和爆炸贯穿的临界厚度,并推得能够反映爆炸源参数和材料参数综合性质的量纲一冲击因子。将推得的计算公式与经验公式对比分析,证明本文计算结果合理,推导的计算公式揭示了经验公式的物理本质,且具有较为广泛的适用范围。

切缝宽度对药包爆炸效应影响的动光弹试验

为了解切缝宽度对切缝药包爆炸聚能效应的影响,用动态光弹性法对不同切缝宽度的切缝药包的爆炸过程进行了试验,获得了切缝药包爆炸过程中的序列等差条纹图。通过对条纹图和动态应力集中系数的分析比较,得到了爆炸初期沿切缝方向的最大剪应力的回归曲线和公式,明确了切缝宽度对切缝药包爆炸效应影响的规律,即切缝宽度越小,聚能效应越明显,破坏威力也越大。

切缝药包聚能效应的动光弹试验

为了了解切缝药包聚能效应的机理,用动态光弹性法对切缝药包的聚能效应进行了试验,获得了切缝药包爆炸过程中的序列等差条纹图。通过对条纹图的分析,得到了动态应力集中系数,并回归得到了炮孔切缝处剪应力变化的曲线和公式,基本达到了试验的目的。

基于能量原理的大规模地下爆炸不可逆位移计算方法

岩体是复杂的等级构造地质体,在高地应力作用下,因摩擦和粘结作用,内部封存能量,可看作具有内部能量源和能量汇的介质。基于岩体块系构造,对岩体在扰动下的运动积分和等效动能进行分析,提出了在高地应力赋存环境中岩体受爆炸地震波扰动下的等效地冲击能量因子,并给出了大规模地下爆炸诱发远区局部不可逆范围的计算公式。与G.G.Kocharyan等基于块体运动分析给出的计算公式比较表明,本文中提出的计算理论物理过程清晰,更具有适用性。

PVDF压力计在相似材料动态力学参数测试中的应用

随着相似材料逐渐用在动力学模型试验中,其动态力学参数的测试和研究显得尤为重要.相似材料是软弱材料,其强度较低,波阻抗也无法与Kolsky杆常用的钢杆或铝杆相匹配,因而无法利用传统的应变测量系统进行动态力学测试.本文基于一维应力波理论,推得被测试件端面应力与应变、应变率之间的关系表达式,进而利用PVDF压电薄膜传感器改进SHPB装置的压力量测方法和系统;采集到相似材料的动态压力信号,得到了相似材料在不同应变率下的全应力应变曲线、动态弹性模量、动态峰值强度以及随速率变化的关系.

隧道洞库施工监测方案的优化设计

为了解决隧道、洞库施工监测中测值偏小、误差偏大等问题,依据三角形测线网优化布置的思路,对某隧道洞库的施工动态监测网方案进行了优化设计。对测量结果的分析表明,优化后的监测方案一方面可以使测线的布置分布更合理,提高量测的有效性和准确性,取得一定的经济效益;另一方面提高了反分析计算的精确度,使得到的基本力学参数更加精确和合理。这一优化方法,也可适用于其他隧道洞库的施工监测。

爆炸震动下钢板屏蔽室动力特性及屏蔽效能实验

为研究钢板屏蔽室在爆炸震动条件下的综合性能,通过野外埋设TNT炸药爆炸震动实验,研究了爆炸震动下焊接式和拼装式钢板屏蔽室的动力特性和屏蔽效能。实验结果表明,焊接式钢板屏蔽室结构强度高、刚度大、变形小,屏蔽效能下降较少;拼装式屏蔽室结构强度较低、刚度较小、变形较大,在爆炸震动加速度达到70～80m/s2时,出现局部钢板塑性变形、部分锡焊点脱焊等局部损伤现象,使屏蔽效能显著下降。因此,防护工程中使用的屏蔽设施应当加强结构的抗震性能或对屏蔽设施采用减震措施。

玻璃纤维对CYD-128/GA-327体系固化特性的影响

研究了CYD-128/GA-327环氧树脂体系在纯树脂和有玻璃纤维存在下的固化特性。结果表明:玻璃纤维加入后使复合材料体系的表观活化能、指前因子、反应级数和反应速率常数有小幅增加;固化放热峰面积和反应热明显下降,且下降幅度随纤维质量含量的增加而增大。纤维的加入,使得复合材料体系在相同升温速率下的最大固化反应速率降低,固化起始温度提前,达到最大固化反应速率的时间延长,固化反应完成所需的时间变长。在170℃以前,纤维的加入对树脂体系的固化反应具有催化作用,170℃以后,纤维的加入对树脂体系的固化反应具有缓聚作用。

钢筋混凝土柱爆破实验的灰关联分析

拆除爆炸中,如何设计好各种构件,如柱、梁的爆破,是建筑物能够倒塌解体的关键技术之一。在钢筋混凝土柱的爆破实验因素分析中引入新的分析方法——灰关联分析法。分析结果包含了设计主要参数与结果参数之间的各种变化关系,与关系曲线法分析结果作了对照,表明这种方法具有一定推广价值。

岩石的动态压缩行为与超高速动能弹毁伤效应计算

目前正在研制的超高速动能武器对地打击速度达(5~15)马赫左右,具有侵彻机理独特,毁伤效应倍增的特点,现有理论难以准确描述。本文系统总结了侵爆近区岩石介质的动态可压缩性行为,发现(5~15)马赫超高速弹侵彻近区岩石介质介于流体和固体弹塑性之间的内摩擦侧限压力状态,创新提出流体弹塑性内摩擦侵彻理论模型,填补了低应力弹塑区到高应力流体区之间的应力状态表征空区,首次获得随弹体侵速变化的弹靶相互作用全过程阻抗演变公式,界定了钻地弹固体侵彻、拟流体侵彻和流体侵彻的最小动能阈值,系统提出了超高速动能弹打击侵深、成坑及地冲击安全厚度的计算方法。通过弹体侵速1 100~4 200 m/s的(超)高速侵彻实验,验证了理论计算公式的准确性。

弹性边界下圆弧拱的自由振动分析

工程中圆弧拱的边界不能总被简化为理想的简支或固支形式。为了研究弹性支承对圆弧拱自由振动特性的影响规律,将力、位移等变量无量纲化。根据平衡方程和坐标转换推导得出极坐标下圆弧拱在水平、竖直和转动方向支撑条件为弹性时的边界条件方程。并采用考虑弯曲和轴向变形而忽略剪切变形及转动惯量的自由振动的运动控制方程。运动方程在边界条件情况下,其解仅为关于矢跨比f,细长比s和无量纲刚度阵[K]的函数。采用Runge-Kutta法和行列式搜索法求解运动方程的特征值即无量纲频率Ωi以及特征向量即振型。通过计算发现,与理想支撑相比,弹性支承情况下细长比s对拱自振频率的影响要明显下降。理想支撑情况下圆弧拱的自振频率越高,则弹性支承对其自振频率的影响越小。与水平和竖向弹性支承相比,转动方向弹性支承仅对圆弧拱基频有较大影响。

水下爆炸冲击波反射压力计算方法的改进

重力坝是一类常见大型混凝土水工建筑。为探寻适用于其近区水下爆炸冲击波反射压力的计算方法,利用冲击波阵面上的质量、动量和能量3个守恒基本关系式,以及凝聚介质状态方程,严格推导出物理内涵明晰的刚性壁面水下爆炸冲击波反射压力计算方法。通过连续介质中冲击波速与粒子速度之间的关系,给出其中水的状态参数k的确定方法,揭示状态参数k随入射冲击波压力呈双指数衰减规律,发现入射压力在725 MPa以上时,k值的变化对冲击波反射压力计算结果有着重大影响。通过与Cole[12]、Henrych[14]和罗泽立等[15]提出的计算方法及数值仿真进行对比验证分析,结果表明:新提出的计算方法具有适用范围更广、计算精度更高的特点,且首次从理论上揭示水下爆炸冲击波反射压力系数范围为2.00~4.49。

冲击波在水土交界面透射和反射压力的计算

冲击波在水土交界面的透射、反射压力计算尚缺乏可靠的计算理论,利用质量守恒方程、动量守恒方程以及水、土的状态方程,分别推导得到冲击波在水、土介质中传播的Hugoniot关系以及p-u曲线,进而从理论上解析得到冲击波在水土交界面处的透射和反射压力。分别建立了水中自由场、水-土分层介质场的二维数值计算模型,其中水、土参数与理论推导时采用的三相介质饱和土计算模型中的参数保持一致。计算结果表明,水土交界面透射、反射压力的理论解与数值解具有高度的一致性。采用80 g TNT炸药,距离水土交界面0.1~0.9 m(比例爆距为0.232~2.089 m/kg1/3)爆炸时,得到的透射、反射压力的理论解与数值解误差均小于7%,根据解析解得出反射压力与水中入射压力之比,反射压力系数在1.6~1.8范围内;距离水土交界面0.5 m时,饱和土的含气量在0~10%范围内变化,得到的透射、反射压力的范围为63.8~70.0 MPa,此时其反射压力系数在1.55~1.70范围内。推导得出的冲击波在水土交界面透射、反射压力的计算方法,物理意义明确、计算精度高,可为开展水下爆炸对水底土中工程结构的毁伤评估提供理论基础。

钙质砂的准一维应变压缩试验研究

利用?100 mm的Hopkinson压杆研究了不同预压力条件下,受侧限约束的钙质砂在500～800 s^(-1)应变率范围、0～200 MPa压力范围内的动态力学特性,并利用HUT106D万能材料试验机研究了相同条件钙质砂在2×10^(-3) s^(-1)应变率、0～120 MPa压力范围内的静态力学特性。研究发现,当再次加载超过一定值后,预压力对钙质砂力学特性的影响不大;Tait物态方程可以描述钙质砂的静态容变关系及高压下的动态容变关系;钙质砂的体积压缩过程存在应变率效应。

含水率对非饱和钙质砂动力特性影响的试验研究

使用经过系统标定的霍普金森压杆试验装置对不同含水率钙质砂进行了在准一维应变条件下的动态压缩试验,试样的平均应变率为209~1137 s^−1。试验结果表明:半导体应变片灵敏系数和压杆弥散关系的标定对试验结果的准确性具有重要影响;当钙质砂应变小于0.025时潮湿试样的切向模量高于干燥试样,而在应变大于0.025时则相反;潮湿钙质砂的切线模量随含水率的增加先减后增。通过分析非饱和钙质砂在锁变后其轴向应力应变曲线及侧压力系数的变化规律,提出了非饱和钙质砂锁变现象的模型。

爆炸波在非饱和钙质砂中的传播规律

以球形TNT药包作为爆源,在密实的非饱和钙质砂中进行了一系列大尺寸爆炸模型试验。主要研究在不同药包质量、埋深及砂土试样含水率条件下,密实钙质砂中爆炸波的主要基本参数随传播距离增加而变化的规律。试验结果表明爆炸波主要以弹塑性波的形式在密实钙质砂中传播,在干燥和潮湿试样中塑性纵波波速随试样初始密度的增大或含水率的降低而增大,且范围分别为250~282 m/s和302~339 m/s。集团装药情况下,非饱和钙质砂中封闭爆炸的临界比例埋深约为2.25 m/kg1/3。在试验范围内,密实钙质砂中爆炸波的法向应力峰值及法向比冲量的衰减均服从爆炸相似律。封闭爆炸时,干燥钙质砂中爆炸波的应力衰减指数在测点比例爆心距大于或小于0.75 m/kg^1/3处分别为2.94或1.37;潮湿钙质砂中爆炸波的应力衰减指数随含水率升高而增大,其范围为1.39~1.79。法向比冲量衰减指数随试样含水率升高而减小,其范围为0.97~1.18。