弹塑性波计算中的光滑粒子法

采用改进的光滑粒子法 ,对脉冲应力载荷下板中弹塑性一维应变波的传播进行了数值计算 ,比较了人工粘性法和通量修正法处理冲击波间断面的效果。结果表明 ,改进的光滑粒子法在应力波数值计算中有良好的精度。

爆炸载荷下钢板层裂的二维数值计算

采用二维有限元方法对爆炸载荷下钢板的层裂问题进行数值模拟计算。计算中引入了一种普适的弹塑性本构方程，并采用了损伤积累准则和半解耦的损伤本构模型。结果表明，二维计算的主裂片厚度略小于一维计算，裂片飞散速度要比一维计算低得多。

高速碰撞中的有限元方法及其应用

讨论了连续介质力学守恒方程的有限元离散方法,针对高速碰撞的物理特点,提出了数值计算中所应重视的问题及其有效的解决办法。文中给出的典型算例说明本方法对各类高速碰撞问题的数值模拟计算是十分有用和成功的。

高速钢球在水中贯穿过程的数值计算

本文采用二维有限元数值计算方法对水中高速钢球的侵彻贯穿作用及贯穿通道的形成和发展进行了数值模拟计算,给出了钢球侵彻速度水中压力波和空腔发展,这些结果与实验观察较为吻合。本文的工作说明,数值方法可以作为研究创伤力学的重要手段,有着广阔的应用前景。

通量修正输运法在动态有限差分和有限元中的应用

阐述了通量修正输运法（ＦＣＴ方法）的计算格式及其原理。并以一维应力波为例，讨论了ＦＣＴ方法在有限差分与有限元中的应用。结果表明ＦＣＴ方法对于提高冲击波分辨率和消除波后振荡是有效的。

硬化材料中弹塑性柱面波的数值方法

本文讨论了应变硬化材料中一种适宜于数值计算的增量型塑性应力应变关系,并以弹塑性柱面波的传播为例进行了数值分析,给出了一些有意义的结果。

梁中复合应力波的传播

采用有限差分法讨论了梁中复合应力波的传播．给出了粘塑性悬臂梁当自由端受突加弯矩载荷作用时梁内复合应力波传播的基本图象。指出，在冲击早期响应阶段．截面横向转动惯性效应起着重要作用，是不可忽视的。标志弹塑性边界的塑性效，一开始由自由端向固定端运动，但在反射卸载波的迎面作用下，会出现回退现象。在波动早期阶段，固定端主要处于弹性变形状态。此外，还对弹塑性梁中复合应力波的控制方程进行了必要的讨论。

四边形单元中的沙漏控制

本文对四边形单元的沙漏现象作了分析。通过引入沙漏应变和沙漏应力的方法来控制弹塑性大变形中的沙漏现象。采用二维有限元Lagrange数值计算程序计算了平头弹对平板的高速撞击问题。计算结果表明本文提出的方法是有效的。

粘塑性材料动态破坏的数值分析

在Ｂｏｄｎｅｒ－Ｐａｒｔｏｎ粘塑性本构理论的基础上，以损伤量为内变量建立了含损伤材料的本构方程，损伤演化方程同时考虑了应力成该机理和应变成核机理。以一维应变波引起的层裂现象的数值计算为例，讨论了靶板中应力波的传播以及自由面因层裂而引起的应力波形和速度波形的主要特征。研究表明，通过数值模拟可以对冲击载荷作用下材料的损伤及层裂作出有效的预测。

预扭转钨合金杆弹侵彻贯穿的数值分析

对预扭转钨合金长杆弹侵彻厚靶进行二维有限元计算，给出了侵彻过程中的主要物理图象，并对计算结果进行了分析讨论。计算结果指出，剩余弹重和残余速度与实验测量结果基本一致。

钢纤维混凝土力学性能和本构关系研究

利用MTS810和直径为74 mm的大尺寸SHPB实验装置开展了钢纤维混凝土的动静态力学性能实验.实验结果表明钢纤维混凝土是一种具有非常明显的钢纤维增强、增韧效应的应变率敏感材料.根据实验应力应变曲线的基本特征,提出了一种钢纤维混凝土的含损伤本构模型.该模型在考虑钢纤维增强、应变率硬化、损伤软化等因素下,描述了钢纤维混凝土的受力响应特性.

高速碰撞数值计算中的光滑粒子法

扼要讨论了改进的光滑粒子法的离散思想,给出了二维轴对称问题中连续介质力学守恒方程的离散过程及离散格式,提出了轴对称坐标下确定影响域内粒子数的方法.最后通过高速碰撞的系列算例说明,光滑粒子法不但适宜于计算大变形冲击力学问题,而且有着其它网格法所无法替代的优势.

分配层分层结构对核爆炸荷载的防护效果试验研究

由于受经费和地质条件的限制,人防工程不可能无限制地增加防护层厚度,因此利用分层结构对爆炸波的衰减和弥散效应,通过试验研究分配层分层结构对核爆炸荷载的防护效果是十分必要的.利用平面装药爆炸模拟核爆炸的加载技术,进行了分配层分层结构对核爆炸荷载防护效果的大比尺相似模拟野外化爆试验,通过4个精心设计的不同分层结构的平面装药加载试验,证明了分配层分层结构对核爆炸的防护效果明显优于单层结构.

部分预应力混凝土梁抗冲击性能试验研究

通过在跨中施加一落锤冲击荷载的方法,研究了3根无粘结部分预应力混凝土梁的抗冲击性能,给出了典型的实测波形曲线,测得了无粘结部分预应力混凝土试验梁在落锤冲击荷载作用下的动态位移延性和极限承载能力,分析了落锤重力势能对预应力混凝土梁动力性能的影响,并根据相似模拟理论,得出了与试验梁相似的12 m跨度的实际无粘结部分预应力混凝土梁的极限抗冲击承载能力。肯定了无粘结部分预应力混凝土试验梁具有很好的抗冲击性能,不会发生脆性破坏,完全可用于大跨度地下结构。

Kevlar层合材料抗弹性能研究

以Kevlar纤维增强层合材料为对象,通过系列弹道冲击实验,研究了层合板的抗弹性能,着重分析了弹头、纤维铺设方式以及板厚等因素对靶板抗侵彻能力的影响,同时对靶板的破坏模式也作了必要的讨论。此外,还通过一种工程近似方法,分析了不同弹头弹丸的弹道极限速度,预测值与实验值具有良好的一致性。

卵形杆弹对铝靶的斜侵彻

在Lagrange有限元基础上,扼要介绍了一种适用于三维斜侵彻数值模拟计算的滑移面处理技术。该方法放弃了传统滑移计算中从单元的设置,而代之以预设从节点,从而避免三维斜侵彻数值计算中主从单元的相交、滑移面的识别、修正与再定义的困难。在确保计算精度的同时,有效地提高了计算效率。卵形杆弹对铝靶侵彻的系列数值模拟计算表明,无论对于正撞击或斜撞击,本文中所获结果与实验结果都有良好的一致性,这说明本文中所述方法和所建程序的合理性和有效性,为侵彻贯穿过程的数值分析提供了一种实用和有效的手段。

混凝土介质中不同药形装药爆炸波传播特性的数值模拟

利用非线性动力分析软件LS-DYNA3D,选用Johnson-Holmguist-Cook模型对集团装药加载下产生的爆炸波在混凝土介质中的传播问题进行了系列数值模拟,揭示了不同的药形在爆炸近区对混凝土的扩孔效应、爆炸载荷传播特性和混凝土损伤演化特性.模拟结果同时显示在爆炸远区,不同药形装药引起的爆炸波与点源爆炸产生的球面波类似.

Kevlar纤维增强复合材料动态压缩力学性能实验研究

通过实验较系统地研究了 Kevlar纤维增强复合材料的动态压缩力学性能 .实验结果表明 ,在冲击压缩载荷作用下 Kevlar纤维增强复合材料有明显的损伤软化现象和应变率效应 .针对 Kevlar纤维增强复合材料动态应力应变实验曲线 ,提出了含损伤的率相关动态本构方程 .由于所引入的损伤量反映了 Kevlar纤维增强复合材料内部基体开裂、脱层、纤维断裂等多种破坏模式的总体效果 ,因此所提出的本构方程形式相对说来比较简便并易于嵌入目前有关冲击力学的有限元或有限差分程序 。

光滑粒子法与有限元的耦合算法及其在冲击动力学中的应用

扼要讨论了光滑粒子法的离散思想,充分利用光滑粒子法和有限元方法各自的优点,提出了一种初始时刻用有限元建模,计算过程中大变形单元自动转换为光滑粒子的耦合算法。高速碰撞的系列算例说明,耦合算法不但适宜于计算大变形冲击动力学问题,而且由于集两种方法的优点于一身,可以更高效地模拟一些高速碰撞问题,提高计算效率。

岩石的连续损伤本构模型及在地下爆炸波数值计算中的应用

针对地下爆炸波的基本特点,提出了一种适用于干岩并便于嵌入爆炸应力波数值计算的弹塑性连续损伤本构模型。该模型考虑了含孔隙和微裂纹岩石的剪胀效应和软化效应,并根据岩石不同变形阶段的特征,给出了不同的屈服面形式和损伤演化方程。地下强爆炸波的数值模拟计算结果显示,所建模型是合理的和有效的。