带剪切销抗爆容器定向泄压特性研究

为优化机载抗爆容器的结构设计并拓展其工程应用,研究了带剪切销抗爆容器的定向泄压特性。利用LS-DYNA软件建立了内爆载荷下带剪切销抗爆容器的数值模型,开展了容器内爆试验,获得了剪切销临界直径,并验证了模型可靠性,阐明了抗爆容器内冲击波的传播与载荷分布规律,分析并讨论了泄压过程中泄压盖的运动规律,建立了不同泄压盖质量下药量与剪切销直径之间的函数关系,探究了剪切销的临界断裂问题。结果表明:100 g TNT内爆试验得到剪切销临界直径为22 mm,TNT爆炸后冲击波在容器内往复式传播,约3.8 ms时泄压盖冲出容器,5.0 ms时容器底部残存压力约为0.5 MPa;容器底部超压峰值约为144 MPa,罐体与泄压盖交汇形成的角隅处超压峰值约为149 MPa,且罐体在角隅处产生应变增长效应,角隅处成为新的危险点。剪切销的变形断裂过程会影响泄压盖的运动规律,导致泄压盖速度曲线中出现下降段,剪切销直径越大,下降段持续时间越长。TNT药量与剪切销临界直径呈正比,二者的线性关系不受泄压盖质量的影响。

覆土真空爆炸容器内部载荷及动态响应分析

为了研制超大型真空爆炸焊接容器,探索覆土真空爆炸容器内的冲击载荷及结构动态响应,设计了一座可以满足实验需要的0.55 m^(3)小型真空爆炸容器,在其内部开展了一系列真空爆炸实验;应用AUTODYN有限元应用程序,对真空爆炸实验进行了数值模拟分析,深入探索了冲击波在容器内部的传播规律、冲击载荷分布状态、结构动态响应以及覆土厚度对平板结构消振作用的影响等问题。实验和数值模拟结果表明:爆炸容器内冲击载荷时程曲线的第2次脉冲峰值明显高于第1次脉冲峰值,且冲击波的叠加和反射总是发生在封盖内壁;随着容器内部真空度的不断下降,冲击载荷的峰值也被明显削弱;容器封盖的动态响应分为阶跃上升、脉冲随动、惯性滞后和静压稳定4个发展阶段;随着真空度的下降以及覆土厚度的增加,爆炸容器的动态响应逐渐被削弱。降低容器内部环境压力和增加覆土厚度均可削减爆炸容器的受迫振动,可为超大型真空爆炸容器的结构设计提供参考。

急流水域水下爆破钻爆船7锚缆定位技术

为解决急流水域水下钻孔爆破钻爆船的定位难题,针对当前常用的4锚缆、5锚缆、6锚缆定位系统存在的定位不稳固问题,基于澜沧江四级航道整治建设工程,研究了7锚缆定位技术。应用流体动力学原理,根据不同施工状态,对钻爆船整体和各受力部位进行了受力分析和风荷载、水流力计算。结果表明,以最大风速35 m/s和最大水流速度5.2 m/s进行计算,排水量406 t的钻爆船所受合力在260.0~285.0 kN之间。基于计算结果选择了适当规格的钢丝绳作为主缆,确定了主锚的质量范围,保障了定位的牢固性和安全性。为减少锚机数量和占位空间,研制了平行双滚筒锚机,应用情况表明,1台该锚机可代替2台传统锚机,不仅优化了空间布置,而且操作简便、安全、高效,满足了实际要求。研究成果填补了该领域的技术空白,促进了水下爆破技术水平的提升。

内部爆炸载荷作用下容器动力响应的数值模拟

运用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序,采用流固耦合算法,对平板封头圆柱形爆炸容器(长径比1∶1)在内部爆炸载荷作用下的动力响应进行了数值模拟;研究容器壳体和平板封头典型位置的内部爆炸载荷和等效应力的历史;分别给出壳体和平板封头的应力云图;分析对比壳体和封头不同位置应力响应。数值模拟结果为爆炸容器的经验设计和防护提供了科学依据。

柱形爆炸容器内爆炸冲击波的传播规律研究

为了研究柱形爆炸容器内炸药爆炸冲击波的传播规律,利用空中爆炸传感器测量了不同药量和不同距离条件下冲击波压力时程曲线,发现实验测试值与传统的理论经验公式计算值存在较大误差。通过实验结果和理论分析,探讨了误差产生的原因,并对柱形爆炸容器内超压测试曲线出现多峰值超压的原因进行了分析。最后,基于实验测试结果及爆炸相似律原理拟合出适用于该环境下的冲击波超压计算公式,经过拟合修正后计算误差由70%~80%降至0.57%~15%。该研究可为爆炸容器的设计和应用提供理论参考。

爆炸容器内小药量实验动态标定压力传感器

在爆炸容器中进行小药量空中爆炸实验,利用传感器序列测量冲击波速度,根据冲击波RankineHugoniot关系获得测点近似理论峰值压力,从而实现压力传感器的标定,获得的灵敏度相对误差较小。同时测量了相应的冲击波参数,并利用Modified-Friedlander公式进行数据后处理,结果表明固定超压拟合更接近物理事实,固定正相时间拟合也具有较高精度。最后进行了误差分析,发现不同传感器特性及数据后处理方法都会带来一定误差。实验结果表明这种测量和后处理方法具有较高的精度,可以同时标定传感器和测量冲击波参数。

特大型LNG储罐等壳体结构抗爆研究综述

针对我国特大型LNG储罐结构设计在爆炸与冲击荷载作用下性能分析资料(主要由国外设计)不完善等问题,回顾常规爆炸冲击荷载研究方法;总结国内外对与特大型LNG储罐类似结构—核反应堆安全壳的抗爆研究成果,以期对该类储罐的抗爆研究提供参考;结合国内外对储罐类结构的抗爆设计及研究现状,提出相关研究存在问题及发展趋势,期望能对我国该类储罐的安全性研究与国产化设计提供参考。

颌面部爆炸伤区血管的病理变化及其早期吻合的实验研究

目的 探讨颌面部爆炸伤区血管的组织学改变与早期血管吻合的关系。方法 将犬随机分成A(即时 )组、B(72h)组 ,采用KTY 0 4型雷管置于犬面颊部引爆炸伤 ,造成软组织洞穿性缺损。分别切取两组颌面部爆炸伤区距创缘不同距离处的血管标本行光镜观察 ,并且行吻合血管的游离皮瓣移植 ,术后 1周至 3月取各血管吻合口处组织观察组织学变化。结果 A组距创缘 3cm处的血管内皮细胞大部分脱落 ,动脉内弹力膜大部分消失 ;5例血管吻合皮瓣移植均失败。B组距创缘 3cm处血管内膜较完整 ,内皮细胞基本恢复正常 ,内弹力膜部分恢复 ;15例血管吻合皮瓣移植成功 12例。结论 颌面部爆炸伤后 3d ,伤区外 3cm血管基本恢复正常 ,此时行血管吻合游离皮瓣移植有其病理学基础。

Ghost-Fluid Eulerian-Lagrangian方法及其应用

考察了将独立的Euler程序和Lagrange程序通过Ghost Fluid方法结合起来以处理流固耦合问题的算法。在Euler计算步中,采用基于物质界面建立的Levelset函数对被Lagrange域覆盖的Euler网格上的物理量进行外插,同时确保界面两侧压力和法向速度连续;而在Lagrange计算步中,根据界面所在Euler网格压力确定界面各个节点的受力情况,从而确定Lagrange单元的运动与变形。应用这种方法对瞬时起爆爆轰产物作用于爆炸容器问题进行了计算分析,给出了流场演化及容器各关键位置的超压与变形情况。计算表明,对长径比为2:1的椭球封头爆炸容器最大超压及最大应变均出现在封头顶部,这与封头顶部最易破坏的实际相符。

树脂基玻璃纤维复合材料爆炸容器的研制

采用HS2高强玻璃纤维及0Cr18Ni9不锈钢内衬,设计了内径500mm的球形及柱形树脂基玻璃纤维复合材料爆炸容器,容器通过了6MPa的水压试验和系列爆轰加载考核实验,炸药与球形及柱形容器的质量比分别达到3.3%和0.9%,研究结果表明容器的设计是成功的,并具有重要的推广应用价值。

犬颈部模拟爆炸条件下颈总动脉的病理改变

目的 探讨在一种新的颌面颈部致伤模型的作用下 ,颈部大血管 (颈总动脉 )受爆炸伤后的病理变化 .方法 采用雷管置于面部咬肌上方 10 cm处引爆模拟爆炸冲击波 ,同时 ,颈部用五三式滑膛弹道枪致颈部切线伤或贯通伤模拟爆炸时破片致伤作用 .结果 致伤后距伤道中点 1,3和 5 cm的颈总动脉均有不同程度的损伤 .光镜下均可见血管内皮粗糙、血栓形成、中膜弹力纤维断裂以及中外膜大量炎细胞浸润 .电镜下内皮细胞、平滑肌细胞的表现以变性坏死为主 .结论 颈总动脉间接火器性损伤后血栓形成以 2 4 h为高峰( P<0 .0 5 ) .在上述模型作用下 ,除距伤道 1cm处的动脉内皮损伤较重外 ,其他距离的内皮细胞和中膜损伤程度均未发现明显差异 .说明爆炸 +破片复合伤 (简称破 -冲复合伤 )的作用较单纯的破片损伤程度为重 .另外 ,致伤后的内膜及中膜的断裂有使外膜疝出的趋势 ,为研究临床上间接性火器损伤所致的假性动脉瘤的形成机制提供了理论依据 .

离散多层厚壁爆炸容器抗爆炸性能试验研究

为了研究离散多层爆炸容器的动力响应和破坏特性,制造了尺寸和材料相同但钢带缠绕倾角不同的三台离散多层试验容器,并进行了一系列大药量的中心加载试验,测量了典型位置的应变。结果表明中心装药时三台试验容器的破坏都在爆心截面处,钢带缠绕倾角较小的容器能够承受更大炸药量的爆炸作用,容器具有较好的抗内爆炸性能。

接触爆炸荷载作用下核电站安全壳的动力响应分析

在现代战争中或遭到恐怖袭击时,核电站极有可能遭受精确制导装药的直接打击。核电站安全壳是防止放射性物质向环境释放的大体积预应力混凝土筒壳结构,是特殊环境条件下的重点防护目标。根据核电站安全壳的结构形式,采用流固耦合算法,对装药接触核电站安全壳表面爆炸时,爆炸冲击作用下安全壳的动力响应进行了数值模拟,得出了装药接触爆炸时结构的破坏情况以及应力分布规律。数值模拟结果可为核电站在战时的安全防护对策制定提供参考依据。

封闭式爆炸容器小药量爆炸振动效应研究

为评估炸药在封闭容器内爆炸产生的振动效应对周围环境的影响，对封闭式爆炸容器小药量TNT炸药爆炸产生的爆炸振动效应进行了爆源邻近实地监测和测试。结果表明：小药量炸药爆炸引起的爆炸振动效应对距爆源100m以外的普通砖结构民用住宅产生的速度强度远低于其临界峰值速度，不会对其结构产生明显影响。

颌面部爆炸伤区血管早期吻合的病理学基础

目的 :探讨颌面部爆炸伤区血管的组织学改变与早期血管吻合的关系。方法 :将犬随机分成A (即时 )组、B(72h)组 ,采用KTY - 0 4型雷管置于犬面颊部引爆致伤 ,造成软组织洞穿性缺损。分别切取两组颌面部爆炸伤区距创缘不同距离处的血管标本行光、电镜观察 ,并且行吻合血管的游离皮瓣移植 ,术后 1周～ 3月切取各血管吻合口处标本观察组织学变化。结果 :A组距创缘 3cm处的血管内皮细胞大部分脱落 ,平滑肌细胞变性 ,动脉内弹力膜大部分消失 ;5例血管吻合皮瓣移植均失败。B组距创缘 3cm处血管内膜较完整 ,平滑肌细胞基本恢复正常 ,内弹力膜大部分恢复 ;15例血管吻合皮瓣移植成功 12例。结论 :颌面部爆炸伤后 3d ,伤区外 3cm血管开始恢复正常 ,此时行血管吻合游离皮瓣移植有其病理学基础。

我院爆炸硐室的设计技术

在理论分析、调查研究以及借鉴我院原圆堡形爆炸塔设计经验的基础上，设计了我院的爆炸硐室，其中采取了多项独特的设计技术。该爆炸硐室建成后，其性能测试及几年的实际使用情况表明，这些独特的设计技术是成功的，具有推广价值。

80gTNT当量爆炸容器的研制

以现行的压力容器国家和行业标准为依据,结合爆炸强动态载荷瞬间作用的特殊性,运用动力系数法设计了一个可以重复使用的柱形爆炸容器。实验结果证明,该容器设计合理,工作安全可靠。

压力容器爆炸事故分析和后果预测

针对一般压力容器的爆炸情况,对容器内物质分3种集态分别讨论计算其爆炸能量、爆炸冲击波大小及其破坏范围,以此进行事故分析和后果预测。

应变式压杆压力传感器在冲击波载荷测试中的应用

在近区爆炸冲击波载荷测量中,压电式压力传感器因上升时间短且强度高的高频压力脉冲作用而可能产生疲劳和过载失效。本文根据应力波在细长圆柱弹性杆中的传播特性,设计了一种应变式压杆压力传感器,当圆柱杆的一端受到压力波作用时,产生的弹性应力波沿杆轴向传播,通过测量杆的轴向应变可计算出杆中传播的应力波,从而得到作用在杆端的压力波。为了检验压杆压力传感器的性能,采用一个厚壁圆柱形爆炸容器,并将传感器安装在容器壁面不同位置上,测量中心装药产生的爆炸冲击波载荷,经反复试验,结果表明这种传感器性能是稳定可靠的。

扁平绕带式压力容器的抗爆特性实验研究

通过实验研究可知,扁平绕带式压力容器能够吸收较多的能量,具有较大的变形能力;爆破时,对环境造成的危害较小,不会造成大面积的、立体性的破坏。表明扁平绕带式压力容器在爆炸冲击载荷作用下具有良好的抗爆特性。