基于高压气体驱动的爆炸波模拟激波管冲击波衰减历程控制方法

基于高压气体驱动的爆炸波模拟激波管,一般采用驱动段、喉部、膨胀段的结构形式,可产生特征与爆炸波接近的模拟冲击波,是实验室中开展长正压作用时间爆炸毁伤效应研究的理想平台。通过调整激波管的变截面结构和驱动段形状,实现冲击波超压衰减历程的控制,是此类爆炸波模拟激波管设计面临的核心问题之一。基于实验室现有的爆炸波模拟激波管结构,建立了激波管内一维流动数值计算模型;参考统计学理论,提出了基于决定系数的激波管模拟冲击波与标准爆炸波相似度评价方法;进而以变截面激波管的流动特性为基础,研究了驱动段形状对冲击波衰减历程的影响机理。研究结果表明:采用距离喉部越远、截面直径越小的驱动段形状,以决定系数为量化标准、优化驱动段形状,控制稀疏波、压缩波在激波管内的运动过程,可以获得接近于爆炸波指数衰减特征的模拟冲击波。

爆炸驱动激波管冲击波压力参数研究

爆炸驱动激波管的作用是通过驱动段内的炸药爆炸产生冲击波,经扩张段的激波整形对目标物体进行平面波加载。为获得爆炸驱动激波管试验段内的冲击波超压环境,得到试验件的加载条件,通过数值模拟和量纲分析的方法,综合考虑装药质量、激波管结构尺寸、目标物体位置等参数的影响,建立冲击波压力峰值与上述参数之间的经验计算模型,并通过多种工况的考核试验对该模型的准确性进行了验证。结果表明:模型得到的计算值与试验值的平均相对偏差为10%,可满足工程应用的要求,且爆炸驱动激波管试验段内冲击波超压峰值主要与装药质量、爆心距、激波管直径及驱动段长度有关,其余参数的影响基本可以忽略。

声势律动在中职音乐教学中的应用实践研究

在时代不断发展递进的过程中,人们开始有了更多的精神追求,日常生活文化也开始有了美术、音乐、舞蹈等艺术形式的痕迹,使得单调的生活多姿多彩起来。就音乐艺术来说,其独有的情感表达带给人们奇妙的感官体验,通过音乐的传递让人们的思想灵魂得到升华,并在欣赏音乐的过程中逐渐提高艺术鉴赏能力。基于此,以声势律动为出发点,探讨其在中职音乐教学中的实践。

强脉冲载荷作用下端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法

为研究承受强脉冲载荷的端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法,利用实验室霍普金森杆平台,基于液压原理设计了一套实验装置,并结合数值模拟结果,对强脉冲载荷下端盖法兰结构的动态响应进行研究。通过研究发现:由预紧力和脉冲载荷引起的螺栓总拉伸应变随载荷峰值变化的曲线上存在最小极值点,并总结了最小极值点随载荷峰值、载荷脉宽的变化规律,为强脉冲载荷下法兰结构和预紧力设计提供了依据。

弹体高速侵彻陶瓷复合厚靶的计算模型研究

针对平头弹高速撞击陶瓷复合厚靶的问题,以集中质量法为基础并考虑靶体的内摩擦效应对Fellows模型加以改进,建立侵彻过程的理论计算模型并利用Matlab编程求得不同撞击速度下弹体侵彻复合靶体的侵彻深度,模型得到了试验结果和数值计算结果的验证。参数分析的结果表明,陶瓷厚度的增加可提高复合靶体的抗侵彻能力,但随着初始撞击速度的提高,弹体的侵彻深度增长曲线趋于平缓。

爆炸载荷下飞机典型加筋结构毁伤特性

为了探讨爆炸载荷下飞机典型加筋结构的响应规律,开展了爆炸实验,获得了飞机典型结构表面的反射超压历程,加筋结构的应变、位移等结构响应数据。并结合实验结果建立了高置信度的有限元模型,研究了所选结构的变形分布规律和塑性毁伤特性。结果表明,对于本文中选取的飞机加筋结构,塑性变形除了会开始于常见的加强筋中点外,还会开始于加强筋与加强筋联结处、加强筋与外框联结处。这主要是受加筋板的双向拉伸变形和应力集中的影响。进一步总结了随冲击波正压时间增长,能够引发加筋结构塑性变形的有效冲量和反射超压峰值阈值。研究结果对飞机气动外形、抗爆能力设计具有重要意义。

球形爆炸容器法兰联接螺栓的应变增长现象

本文在球形爆炸容器法兰连接螺栓的动态响应实验研究中,发现了法兰螺栓的应变增长现象。以实验数据为基础,通过数值模拟对螺栓发生应变增长的原因进行分析。研究结果表明:受到开口结构的影响,端盖螺栓受到的压力载荷强度较容器内壁大幅增强。螺栓的应变增长是被增强压力载荷的前2个周期与结构响应形成共振时引发的,通过改变端盖质量、预紧力大小可以避免螺栓发生应变增长。

一种小比距离爆炸下的冲量测量技术研究

为可靠得到小比距离爆炸下的冲击波冲量大小,建立了一种基于塑性膜片中心位移变化的测量方法。使用有限元软件LS-DYNA,通过改变塑性膜片的材料、径厚比及爆炸比距离等参数,对爆炸冲击波作用下膜片的动态响应进行数值模拟研究。利用量纲分析的手段,得到了比距离小于0.1时爆炸冲击波比冲量与塑性膜片中心位移的经验计算模型,并通过考核试验对该模型的准确性进行了验证。结果表明,该模型得到的计算值与试验值的平均误差为8.8%,可以满足工程应用的要求。

弹体低速侵彻陶瓷-混凝土复合靶体的侵彻深度计算模型

为了研究弹体以低于400m·s^(-1)的侵彻速度侵彻陶瓷-混凝土复合靶体时,侵彻深度与侵彻速度及材料参数之间的关系,利用Forrestal空腔膨胀理论和弹体侵彻混凝土靶体的经验公式,在弹体对靶体的不同侵彻状态下,计算了弹体受到的侵彻阻力。依据牛顿第二运动定律,建立了弹体低速撞击陶瓷-混凝土靶体的侵彻深度计算模型,并将理论计算的侵彻深度与已有试验数据进行了比对分析,结果表明两者间的相对偏差较小,证明了该理论计算模型及其计算结果具有可靠性。

基于碰撞-液压原理的半正弦波脉冲发生装置

为研究结构在动态脉冲载荷下的响应,基于碰撞-液压原理,利用加压气体驱动弹丸撞击液压装置的活塞,活塞压缩液压介质产生单个半正弦波压力脉冲,研制了一套正弦波脉冲载荷发生装置,并对装置进行了加载实验和数值模拟。实验结果表明:该装置可产生压力载荷峰值超过50MPa、脉宽低于100μs的半正弦波脉冲,可用于实验室内进行冲击动力学加载实验。

强爆炸环境下车辆倾覆预测模型研究

针对空中强爆炸环境下车辆易产生大幅度偏航、横摆、倾覆和翻滚等问题,结合理想强爆炸空气冲击波环境参数,分析了典型车辆的载荷特性,得到了车辆的爆炸倾覆力/力矩的时间历程函数,建立了强爆炸空气冲击波作用下车辆的单自由度倾覆预测模型,并以某型车辆为例开展了强爆炸冲击波下目标抗倾覆能力评估,进一步分析了车辆的质量、几何特征尺寸及重心高度等因素对车辆倾覆稳定性的影响。研究成果可为车辆防倾覆加固技术措施制定和车辆结构性能优化改进提供参考。

泡沫铝内衬对抗内部爆炸钢筒变形的影响

为提高承受内部爆炸载荷钢筒的抗爆性能,研究了泡沫铝内衬对钢筒变形的影响。首先通过对比实验,发现在本文的实验条件下,泡沫铝内衬导致钢筒变形增大,甚至发生了严重的破坏;进而建立有限元模型,研究了钢筒变形随爆炸当量、泡沫铝内衬厚度的变化机理和规律。结果表明,添加足够厚度的泡沫铝内衬能够减小钢筒变形,但泡沫铝厚度不足时,则可能起到相反的效果。对于固定尺寸的含泡沫铝内衬钢筒,随着爆炸当量增加,泡沫铝内衬对钢筒塑性变形的影响主要包含3种模式。模式1,泡沫铝可通过塑性变形吸收爆炸载荷,从而减小钢筒变形。模式2,泡沫铝内衬导致钢筒承受的载荷强度增大,钢筒塑性变形增大。模式3,泡沫铝对载荷强度的影响可忽略,泡沫铝通过增大结构质量减小钢筒塑性变形。

考虑弯曲变形的端盖法兰动态密封设计方法

端盖法兰的螺栓预紧力选择是密封结构设计的重要问题。本文中通过估算端盖法兰弯曲振动的等效刚度和等效质量,建立了考虑端盖弯曲振动的法兰结构响应双弹簧分析模型,获得了与实验数据一致性较好的结构响应分析结果。总结了端盖轴向振动、弯曲振动引起的密封面位移随预紧力、端盖厚度的变化规律;并发现随预紧力增加,密封面间隙逐渐减小并趋于一个极值;端盖弯曲变形是影响该极值大小的主要因素。