基于压力-冲量曲线的水下爆炸压力-时间公式

根据材料受冲击载荷时的压力-冲量函数,推导得到了适用于水下爆炸冲击载荷的压力时程公式。通过水下爆炸实验方法测量不同药量、不同距离的压力时程曲线,使用MATLAB软件对实验数据进行拟合,由此计算冲击波冲量和能量参数,并与通用的Cole与Орленко理论计算结果进行对比,验证拟合曲线的准确性。相较于Cole和Орленко理论,新方法得到的压力衰减曲线更接近实验值。计算水下爆炸冲击波的比冲量和比冲击波能时,新模型具有较高的计算精度,其中:比冲量与实验值的误差不超过4%,与Орленко理论相比,精度提高了5%~10%;比冲击波能与实验值的误差不超过1%,计算精度与通用理论相当。

空中爆炸冲击波对生物目标的超压-冲量准则

针对空中爆炸冲击波对生物目标的毁伤准则问题,超压-冲量毁伤准则可弥补单一毁伤准则的缺陷。首先,根据空中爆炸冲击波特征参量的一般形式,提出一种归一化毁伤准则形式,给出基于毁伤律的毁伤准则与判据的获取方法。其次,在不同爆炸条件对生物目标进行毁伤效应实验,依据生物整体的损伤情况确定出毁伤等级,对应获得的离散的实验数据确定连续性的超压-冲量曲线,继而拟合出不同毁伤等级的超压-冲量准则的表达式,所得到的超压-冲量准则可以评估生物目标的毁伤问题。

爆炸荷载下FRP-混凝土界面黏结性能研究试验设计

为提高爆炸荷载下FRP-混凝土类梁式构件数值模拟计算效率,提出了爆炸荷载下FRP-混凝土搭接接头精细有限元数值模拟方案。总结已有的不同种类的FRP-混凝土搭接接头在不同荷载条件下的破坏模态和FRP-混凝土界面黏结性能,提出了爆炸荷载下FRP-混凝土修正梁式弯曲搭接接头的基本构造及尺寸,即由两个长500 mm、宽100 mm、高150 mm、圆柱体抗压强度54.4 MPa的混凝土块体,并在底部铰接,在混凝土顶部黏结了一块弹性模量30 GPa、长450 mm、宽100 mm、厚3.0 mm的GFRP板。采用上述FRP-混凝土修正梁式弯曲搭接接头,在爆炸比例距离Z≥1.2 m/kg^(1/3)和爆高跨度比a≥0.5条件下,得到了FRP-混凝土界面在爆炸荷载下发生类似中部弯曲裂缝引起的界面剥离破坏模态(IC Debonding)时FRP实际应力界限范围为[180.1,583.3]MPa;提出爆炸荷载下纵向尺寸1.0 m的修正梁式弯曲搭接接头FRP-混凝土界面发生类IC Debonding的等损伤线压力-冲量(P-I)曲线和P、I同炸药当量W、爆炸距离R、爆炸比例距离Z的经验公式,用于爆炸荷载下FRP-混凝土类梁式构件的数值模拟。

爆炸荷载作用下钢筋混凝土板破坏评定方法

压力-冲量(P-I)曲线是结构构件在爆炸荷载作用下的初始设计及在爆炸荷载作用后的破坏评定的有效工具。目前,确定结构构件的P-I曲线采用的方法均是基于单自由度结构体系假定的,并且多以结构构件的中点位移作为破坏指标。然而在爆炸荷载作用下,结构构件大多因高阶响应而发生局部破坏,且可能发生弯剪破坏。因此,通过将结构构件简化为单自由度体系模型并且选择结构构件中点位移为单一破坏指标获得的结构构件的P-I曲线,不能准确评定其破坏程度。利用LS-DYNA有限元动力分析软件,建立了典型钢筋混凝土板在爆炸荷载作用下响应和破坏的分析方法,提出了基于钢筋混凝土板跨中截面受弯剩余承载力的破坏指标以及利用数值方法确定钢筋混凝土板跨中截面受弯剩余承载力的步骤。同时,综合分析数值模拟结果,拟合了钢筋混凝土板P-I曲线的数学表达式,提出了一种简化了的确定钢筋混凝土板P-I曲线的方法,采用该方法确定的P-I曲线可用来对任意爆炸荷载作用后钢筋混凝土板的破坏进行评定。