多次爆炸荷载作用下梁的抗爆性能分析

为了解按相关规范设计的抗爆结构在多次爆炸荷载作用下的损伤破坏情况,将多次爆炸荷载简化为间隔时间足够长的一系列脉冲荷载;并以典型的钢筋混凝土梁和工字钢梁为研究对象,运用ABAQUS有限元软件对其进行非线性动力响应与损伤破坏的数值模拟研究。分析结果表明:按照相关规范设计、承受一次爆炸荷载作用的钢筋混凝土和钢梁具有较强的承受多次爆炸荷载作用的能力。

多次爆炸载荷作用下浅埋隧道破坏过程的持续同调特征分析

浅埋隧道在多次爆炸载荷作用下的破坏特征是防护工程设计和评估的重要研究问题,发展适应浅埋特征安全预警方法具有重要意义.采用离散元法建立浅埋隧道力学模型,运用Saint-Venant载荷等效原理将爆炸载荷看作一系列均匀作用在地表的动力,基于离散元法得到各次爆炸载荷作用后的动力响应和隧道围岩损伤演化过程,利用强度折减法得出隧道围岩的安全系数.引入持续同调理论,采用持续同调的数学方法对离散元模型在多次爆炸载荷作用下的破坏特征进行定量与定性分析.结果表明,持续同调的方法能准确反映隧道围岩的拓扑特征,其中1维条形码连通半径最大值能对隧道失稳进行有效预警.这为隧道安全设计与灾害预报研究提供了一种全新的数学方法.

多次水下爆炸钢制圆板应变与挠度增长规律分析

在海上战争中,水面舰艇以及潜艇可能会受到多枚水中兵器的攻击,产生的累计损伤问题影响着水面舰艇以及潜艇的持续作战能力和生命力。对膨胀直径为390 mm,厚度为5 mm空气背衬钢制圆板,在50 g药量下,进行持续多次水下爆炸加载试验,对板中心应变、挠度以及厚度减薄率进行测量,试验结果分析表明:第一次爆炸加载时,局部空化使钢板产生的应变是冲击波加载的1倍,当钢板被炸弯后,再次爆炸加载局部空化的二次加载现象不明显。此外,气泡脉动及气泡射流会使钢板发生明显的弹性应变,应变值是初始冲击波作用的10%。对中心挠度和厚度减薄率的数据分析发现,钢板厚度减薄率是随着中心挠度呈线性增加的。该研究对舰船持续作战能力及生命力的评估提供了一定的试验支撑。

多次水下爆炸中船体梁的累积毁伤效应

针对在多次水下爆炸中船体梁的累积毁伤问题,采用AUTODYN软件与试验相结合的方法,分析了炸药当量、爆距、爆炸次数等因素对船体梁累积毁伤效应的影响。结果表明:在水下爆炸加载作用下,船体梁会发生中部凹陷局部塑性变形和整体中拱塑性弯曲变形。在一定冲击因子作用下,其挠度与水下爆炸加载次数呈线性关系,且药量越大,挠度越大。爆距相同时,同等当量炸药对船体梁进行单次和均分连续3次水下爆炸加载,其最终塑性变形挠度不同,均分连续3次爆炸作用下船体梁的塑性变形挠度更小。

多次水下爆炸对船体梁累积毁伤试验研究

针对船体梁累积毁伤问题,开展了多次水下爆炸对船体梁的累积毁伤试验,考察了爆炸距离、爆炸次数等参数对累积毁伤的影响规律,基于船体梁挠跨比建立了毁伤等级模型。结果表明:在中远场水下爆炸加载作用下,船体梁不发生塑性变形;在近场作用下,船体梁会产生中部凹陷的局部塑性变形和整体中拱塑性弯曲变形;随着爆炸距离的减小,船体梁整体挠度值增大;在相同工况下船体梁的累积挠度值与爆炸加载次数近似呈线性关系。

多次水下爆炸下背空加筋板损伤累积特性研究

为了评估舰船结构在水下多次爆炸冲击下抗爆抗冲击性能,采用Abaqus非线性有限元软件建立了固支背空钢板结构水下爆炸冲击数值模型,数值计算结果与文献实验结果吻合较好,验证了水下爆炸声-固耦合方法的可靠性。在此基础上,提出了多次水下爆炸冲击声-固耦合数值模拟方法,研究了多次水下爆炸冲击下典型背空加筋板损伤累积特性与损伤模式演化规律,分析了冲击因子对结构损伤特性的影响。结果表明,多次水下爆炸冲击作用下背空加筋板动态变形与损伤逐渐累积,可能发生塑性大变形、边界拉伸撕裂以及整体失效破坏等损伤模式演化。当冲击因子小于某一阈值时,背空加筋板多次水下爆炸冲击下塑性变形趋于稳定,出现伪安定现象。研究结果可为舰船结构抗爆抗冲击设计提供参考。

基于量纲分析的两次内爆加载下舱室结构损伤规律研究

以舰舱室结构在承受多发武器攻击时的动态响应为背景,研究单舱室结构在两次内部爆炸加载下结构的变形规律。利用有限元软件AUTODYN进行两次内爆冲击波的数值仿真,通过量纲分析研究内爆载荷下舱室结构的影响因素,分析起爆位置和爆炸当量对舱室结构变形的影响规律。结果表明:在爆炸当量为2~10 kg、炸点位置距离舱壁中心0.4~1.2 m,舱壁结构毁伤模式为挠曲变形和局部破口;仿真得出舱壁最大挠厚比和炸药当量/舱壁边长、炸药当量/爆距存在线性关系并得出内爆无量纲损伤数D_(m);将各种工况下的无量纲损伤数与爆炸当量进行统计,发现2种毁伤模式之间存在较为明显的分界线,分界线方程可用一元二次方程拟合。

A shock wave overpressure test system based on multiple triggers

Because single trigger system is unreliable for shock wave overpressure test, this paper presents a multi-trigger overpressure test system. The large memory capacity is divided into parts to achieve data acquisition and storage with multiple triggers. Compared with conventional single-shot storage test system, this system can prevent false trigger and improve reliability of the test. By using explosion time to extract valid signal segments, it improves the efficiency of data recovery. These characteristics of the system contribute to multi-point test. After the dynamic characteristics of the system are calibrated, the valid data can be obtained in explosion experiments. The results show that the multi-trigger test system has higher reliability than single trigger test system.