叠氮硝胺发射药强度的落锤撞击实验研究

为研究高能叠氮硝胺发射药的动态力学强度及影响因素,以现有配方DAGR1为基础,通过调节组分设计制备了4种21/19粒状发射药,低温(-40℃)下对其进行了落锤撞击试验。结果表明,撞击初速为4.0m/s时,DAGR1的临界撞击能约为33J/cm2;在配方中添加质量分数1.5%的热塑性弹性体(ETPE)及混合增塑剂总含量不变增加DIANP含量均可提高样品的低温抗撞击损伤强度。

不同温度下锰酸锂动力电池的撞击实验

将锰酸锂动力电池在不同温度(-30℃、20℃、40℃和65℃)下搁置后,快速进行重物撞击实验。实验所用锰酸锂动力电池的总体安全性较差;电池在撞击过程中,实验环境温度越高,电池的安全性越差;温升速率越快,越容易发生着火等热失控现象。未着火与着火试样的温升速率与最高温度分别呈线性和3次多项式的关系。

BIOSID Dummy撞击实验的计算机模拟研究

给出了一个BIOSIDdummy侧撞有限元模拟结果 ,和实验结果比较验证后可知该模型是可靠有效的。这一模型不仅可以用于任何侧撞情况下车辆乘员损伤防护模拟的研究 。

混凝土材料的平板撞击实验与数值模拟研究

通过实验和数值模拟研究了混凝土材料在强冲击载荷（平板撞击）下的动态特性.采用内径57mm的一级轻气炮实验结合高阻锰铜压阻计的动态测试技术,得到了C40混凝土试样的原始电压-时间波形曲线,并换算得到相应的应力-时间波形;分析应力波传播速度,得到材料的最大应变率约为55.40×10s-1,压力峰值区间为0.340~2.702GPa.实测结果表明：不同位置处的压力在快速上升至峰值后均随时间衰减,且冲击波峰值随传播距离快速衰减,呈现出明显的粘弹性特征和耗散特性.并利用LS-DYNA程序对混凝土试样的平板撞击实验过程进行了数值模拟,模拟的应力-时间曲线与实测压力波形走势完全一致,峰值很接近,整体吻合较好.

水泥砂浆的平板撞击实验与高压状态方程研究

采用火药发射枪加载技术和PVDF应力测试技术,对强度约40 MPa含初始孔隙的水泥砂浆在平板撞击条件下的冲击特性进行了实验研究与分析。基于PVDF传感器实测的水泥砂浆试样的原始时间-电压波形,换算得到相应的时间-应力波形。结果表明:不同位置处的应力在迅速上升至波峰后均随时间衰减,冲击波峰值随传播距离而衰减,冲击速度越高衰减效应越明显,呈现出明显的黏弹性特性和耗散特性;从细观结构分析表明材料内部的微损伤缺陷是造成冲击波衰减的物理本质;再从冲击绝热数据出发,拟合了D-u与P-ρHugoniot关系,估算了砂浆的Hugoniot弹性极限,初始弹性波速及密实材料波速,对材料的冲击压缩特性采用P-α状态方程和Mie-Grüneisen型多项式状态方程分段描述,并给出了模型参数。

流星撞击实验成功进行

美国空军实验室（AFRL）与桑迪亚国家实验室合作，重现了微流星与卫星碰撞的场景。利用地面实验来重现宇宙间发生的事件。空间微粒以44739英里／小时和134216英里／小时的速度撞击卫星，并产生无线电波。所产生的无线电波对战斗机间的通讯会造成潜在的干扰，且有可能破坏卫星结构。研究人员利用现有的毫克级碳和其它材料撞击飞行器的信息，验证这些相同的微粒是否能够产生干扰通讯的等离子。

超高速撞击压力容器后壁损伤实验及建模研究

采用地面模拟撞击实验与理论分析相结合的手段,对球形弹丸超高速正撞击圆柱形充气压力容器后壁损伤问题进行研究。首先应用二级轻气炮进行压力容器超高速撞击实验,获得了容器后壁损伤特性;然后基于线弹性断裂力学、弹性力学理论,在弹丸不同破碎模式下,将碎片云及气体冲击波对容器后壁的作用简化为局部均布冲击载荷对固支圆板的作用,建立了容器后壁损伤预报模型,并通过与实验结果的比较,验证了模型的有效性。确定了在碎片云与气体冲击波作用下容器后壁产生穿孔和裂纹的临界条件及尺寸;并在考虑容器壁曲率影响的条件下,获得了容器后壁发生灾难性破坏的临界条件。

儿童骨盆侧方撞击的实验研究(英文)

目的研究儿童骨盆撞击的力学响应.方法12名2～12岁的儿童尸体由亲属捐赠用于该项实验测试,并分为两组,2～4岁(6例)为幼儿组,5～12岁(6例)为儿童组.撞击前分别进行CT扫描和X线检查,撞击后再次进行X线检查和尸检.除1例标本的撞击速度为9.1 m/s外,所有标本的撞击速度均为7.5±0.5 m/s.结果所有测试的时间和粘性标准(V*C)峰值曲线都非常接近,但幼儿组和儿童组的粘性标准峰值间有显著的统计学差异(P＜0.05),同时两组标本的刚度也存在显著的统计学差异(P＜0.05).撞击后检查标本未发现损伤.结论儿童骨盆对每组撞击试验的反应均有良好的重复性.

FRP桥梁上部结构的撞击破坏实验研究

近年来,纤维增强复合材料(FRP)已经在桥梁工程中获得了逐步推广和应用,尤其是在人行天桥的设计和建设中。但是,超高车辆撞击城市桥梁上部结构的事故频繁发生,严重威胁城市交通的正常运行。为确保FRP结构能更广泛地应用于城市桥梁中,提高其作为上部结构的抗撞能力,需要深入研究超高车辆-FRP结构碰撞机理。本文基于碰撞试验,对典型的超高车辆-桥梁上部结构碰撞进行了模拟,确定了此类梁的撞击破坏过程,位移响应,作用方式和损坏机理。分析结果将用于有限元分析和验证中,从而改进FRP上部结构应对此类冲击荷载时的结构响应。

非饱和黏土平板撞击实验及状态方程的研究

利用口径为24mm的二级轻气炮实验装置,结合磁测速和光纤探针动态测试技术,分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验,试样的压力峰值区间为1.29~32.54GPa。实验结果表明,含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时,孔隙被进一步压实,滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出,从而与黏土中的固体颗粒一起,共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性;而由于水的相对不可压缩性,导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程,对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合,结果表明,该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。

撞击实验:日本车安全性比德国车差?

通过对比日系车和德系车人气车型的正面撞击和侧面撞击分数,似乎日系车不经撞的说法并不是绝对。不少人听说过或者有这种印象——日本车钢板薄,不经撞,在千钧一发的关头无法很好的保护车主安全。事实是否如此?就让我们通过对日系车安全性指标的深入剖析来一探究竟。日系车所需3面撞击测试根据日本现行标准。

RDX基PBX炸药在不同应力率下的撞击安全性

利用大型落锤和一级轻气炮加载装置对RDX基PBX炸药进行撞击加载实验,获取了不同应力率（0.314~9.83GPa/ms）下的力学响应特性及反应情况,探讨了应力率对该RDX基PBX炸药撞击安全性机理的影响。结果表明,随着应力率的增加,RDX基PBX炸药的撞击安全性降低;PBX炸药颗粒的变形速率随着应力率的增加而增大,热量无法被蜡状添加物在短时间内吸收,使得RDX颗粒温度迅速上升,这是RDX基PBX炸药撞击安全性下降的主要原因。

压制密度及密度均匀性对装药撞击安全性的影响

为了研究装药密度对撞击安全性的影响,针对A-Ⅸ-Ⅱ炸药、B炸药、HMX基含铝炸药压制了不同密度的药柱。用A-Ⅸ-Ⅱ炸药压制了径向呈一定密度分布的药柱,利用400 kg落锤进行了撞击加载试验。结果显示,随着密度的增大,A-Ⅸ-Ⅱ炸药、B炸药、HMX基含铝炸药的起爆阈值增加。对于A-Ⅸ-Ⅱ炸药,当装药密度达到1.680 g·cm-3以上时,起爆阈值没有明显差别。三种炸药的起爆阈值相差不大。当A-Ⅸ-Ⅱ炸药密度分布不均匀时,其起爆阈值有所下降,低于密度相对均匀的药柱。表明装药密度及密度均匀性是影响撞击安全性的两个主要因素。

热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性

为研究热-力耦合作用下B炸药的撞击安全性,利用大型落锤加载装置开展了不同温度(-40、25、70℃)和不同尺寸(Φ20 mm×20 mm,Φ40 mm×40 mm,Φ60 mm×60 mm)下B炸药柱的撞击实验,获得了不同温度和尺寸条件下B炸药的临界点火阈值,并对不同尺寸药柱在临界反应高度下的应变分布状态进行了数值模拟,探讨了温度和药柱尺寸对B炸药撞击点火的影响机制.结果表明,B炸药的临界点火高度随温度升高呈现非线性变化特征,-40℃时的最大未反应落高(3800 mm)略高于常温25℃和高温70℃时的最大未反应落高(3700 mm);随药柱尺寸由Φ20 mm×20 mm增至Φ40 mm×40 mm,B炸药所能承受的最大应力由1543 MPa降至1125 MPa,其点火阈值具有明显的尺寸效应,这可能是由于药柱内部应变值与端面边缘最大应变区应变值差异逐渐减小,使得"热点"形成的几率和数量增加.

压力管道受平头弹体侧向冲击破坏的实验研究

研究充液薄壁圆管在平头弹体侧向冲击下局部凹陷、穿透及整体弯曲变形的耦合问题及发生穿透的弹道极限速度。借助DHR-9401落锤装置完成了足尺模型的三跨连续圆管的撞击实验。实验观察到临界破坏速度随内充介质压力的增加而减小;平头弹体侧向冲击下,薄壁圆管产生冲塞型破坏。

轮齿连续啮合动力学仿真与实验

为获得多对轮齿连续啮合接触力动态特性,将齿轮分解为沿圆周方向转动的柔性轮齿和刚性齿轮本体。基于轮齿真实变形机理,以弹性单元连接轮齿和齿轮本体,采用Lankarani&Nikravesh接触力计算模型和Kuhn-Tucker单边约束方程建立了多对轮齿连续啮合的动力学模型。算例分析表明,单对轮齿啮合区内的轮齿接触力与机械设计方法的分析结果吻合较好,而轮齿啮入冲击接触力计算结果则通过搭建实验装置进行了间接验证。数值计算和实验表明:建立的轮齿啮合动力学模型能够反映轮齿的运动学接触和动力学接触特征,可用于齿轮传动系统的动力学分析。

用于撞击材料表面的液滴自动发生与控制装置

大功率汽轮机的发展和新型航空器的发展等,都急待解决高速液滴撞击材料引起的严重侵蚀问题。据文献介绍,一滴速度为8m/s的液滴撞击干表面,其变形过程所需时间约为1ms左右,由此可知,要想了解1ms内变形的细节,必须使用高速摄影技术,并且必须解决液滴自动发生以及与高速摄影机的同步控制问题。我们研制的这套装置,成功地解决了这一问题,并进行了大量的撞击实验,得到许多可贵的资料。

含能材料延迟爆轰实验研究概述

以含能材料使用、运输中的安全性为背蒂，对含能材料在低于冲击起爆阈值情况下，仍以一定概率发生延迟起爆（XDT）的实验研究工作进行了综合论述，对延迟起爆现象的机理进行了初步探讨，指出了XDT实验研究进一步发展的方向。

基于气炮实验的PTFE/Al复合材料冲击反应阈值

基于16 mm口径气炮撞击实验,对铝颗粒增强的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)/Al(PTFE/Al)冲击反应复合材料的冲击反应阈值开展了研究。为研究不同撞击加载条件下应变率和碰撞应力对PTFE/Al冲击诱发反应的影响,实验中采用铝、钢和低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)这3种不同材料的靶板及不同长度的试样,进行不同加载条件下的测试分析。实验结果显示,PTFE/Al材料的冲击诱发同时受到碰撞压力和加载应变率的影响。同时,通过对试样撞靶过程进行数值模拟,并与实验和理论结果进行对比。基于实验数据,拟合出PTFE/Al材料冲击反应的的预测曲线。

BIC实验的数值模拟研究

为研究低速撞击作用下炸药点火机理,采用非线性动力学LS-DYNA程序和Visco-SCRAM本构模型数值模拟弹道撞击室实验.计算得到了5.35m/s初始撞击条件下炸药发生点火反应,与文献中的实验结果比较吻合.计算结果表明,炸药整体温升并不能导致其点火反应,而裂纹面摩擦生热形成热点能使炸药发生点火反应,计算结果可为低速撞击条件下炸药装药发生非冲击点火反应机理提供新的依据和支撑.