摘要: 生物软材料大多是高含水率的超软材料,其力学性能在宽应变率范围内随着应变率的提高而非线性增强。然而由于实验条件的限制,在中应变率下对超软材料进行大变形测试显得比较困难。设计并建造了长15 m 的双子弹电磁驱动长分离式霍普金森压杆( long split Hopkinson pressure bar, LSHPB)系统,可用于超软材料的大变形中应变率测试。使用该LSHPB 系统和高速SHPB
摘要: 为合理描述机械约束下炸药装药点火后的反应演化行为,深入分析壳体变形运动特征,将壳体响应变化过程分为弹塑性准静态阶段、完全屈服运动阶段和壳体破裂后惯性运动约束阶段。考虑装药燃烧裂纹网络反应演化与壳体变形运动的耦合作用,建立了反映壳体运动惯性约束效应的装药反应演化模型,通过与典型实验结果进行对比,验证了模型及参数的适应性。壳体运动速度和内部压力的变化本质表征了装药能量释放与产物气体对外做功的关
摘要: 为深入研究深部地层中砂岩在冲击荷载作用下的动态力学特性,建立了一种改进的霍普金森压杆实验系统,对灰砂岩长杆试件开展了不同加载速率的动态压缩实验,并结合高速数字图像相关技术(DIC)监测试件表面位移场和应变场的演化过程,探讨了灰砂岩在近场冲击加载下的拉伸破坏的规律。从 DIC 分析得到的位移场中提取出不同质点位移时程曲线,进行了拉格朗日反分析算法计算,获得了灰砂岩材料的全场应力-应变规律。结
摘要: 采用激光选区熔化技术制备AlSi10Mg 合金并对其进行去应力退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术研究了合金的微观组织。为了解宽应变率和宽温度耦合作用对AlSi10Mg 合金力学行为的影响,通过配有环境温箱的万能试验机和分离式霍普金森压杆分析了AlSi10Mg 合金在极端条件下的力学行为。结果表明:AlSi10Mg 合金具有精细的胞状-枝晶微观结构,主要包含α-Al
摘要: 针对包含高密度、高热值元素的高熵合金材料在聚能战斗部药型罩上的应用问题,选取Ta-Hf-Nb-Zr 体系高熵合金为研究对象,采用INSTRON 材料试验机、分离式霍普金森压杆试验平台,探寻该高熵合金在应变率为10−3~103 s−1、温度为25~900 ℃ 以及应力三轴度为0.33~0.89 条件下的力学响应规律,基于静动态力学性能试验结果,获取该合金的Johnson-Cook(J-C)本
摘要: 为了研究聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的抗爆性能,对聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构开展不同装药量下的接触爆炸实验,并对其整体及局部的破坏特征进行分析。利用LS-DYNA 有限元仿真软件探究了聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的损伤过程及机理,并进一步分析了聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的破坏模式及特征。实验及有限元结果表明:接触爆炸载荷作用下的聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构呈现6 种破坏模式,即正面成坑
摘要: 人工智能方法是预测爆炸荷载的新手段,但现有方法主要用于预测爆炸冲击波的超压峰值或冲量,而用于预测反射超压时程的研究不多。针对这一问题,以平面冲击波绕射桥梁主梁为对象,提出了一种基于主成分分析( principal components analysis, PCA)和误差反向传播神经网络( backpropagation neural network, BPNN)的桥梁爆炸冲击波反射超压时程
摘要: 为研究弹体在侵彻钢筋混凝土受到阻力的问题,分析了现有钢筋有限长度固支梁理论模型的局限,根据钢筋屈服准则研究和耗能分析,提出了弹体直接命中钢筋剪切-塑性铰链模型,以及弹体与钢筋侧面接触时的塑性弦模型,通过耗能分析得到了弹体直接阻力函数;以空腔膨胀理论模型为基础,根据弹体侵彻深度经验公式计算结果,得到了钢筋间接影响下混凝土的阻力方程。通过与已有试验数据对比,验证了理论模型的合理性。通过分析钢筋
摘要: 基于钨纤维和金属玻璃基体的实际分布特性,建立复合材料弹体的细观有限元几何模型,采用修正的热力耦合本构模型来描述金属玻璃基体的高强度和高剪切敏感性,结合相关的斜侵彻/穿甲试验,开展复合材料长杆弹斜侵彻/穿甲钢靶的三维有限元模拟,与钨合金弹进行对比分析,讨论弹靶变形和破坏特征,分析了撞击倾角、撞击速度等因素对复合材料弹体侵彻/穿甲“自锐”行为以及弹道特征的影响。结果表明,在斜侵彻/穿甲条件下,
摘要: 为了研究椭圆类截面弹体侵彻多层间隔钢靶的弹道特性,开展了典型弹体侵彻多层间隔Q355B 钢靶试验,基于LS-DYNA 软件开展有限元仿真研究,得到了弹体在侵彻过程中的姿态偏转和弹道参数,分析了弹体的偏转机制,获得了截面形状、截面压缩系数、初速、滚转角和着角等弹靶参数对椭圆类截面弹体侵彻弹道特性和姿态偏转特性的影响规律。研究结果表明:滚转角为0°时,圆截面弹体侵彻弹道的稳定性优于椭圆类截面弹
摘要: 螺旋桨是舰船推进系统的核心部件,其运动稳定性和效率直接影响舰船的性能。当前推进轴系抗冲击研究大多将螺旋桨等效成均质圆盘,忽略其结构特征,不能准确得到水下爆炸瞬态冲击下螺旋桨的瞬态毁伤特征。本文中针对螺旋桨的结构特征,基于湿模态分析法得到实体建模优于壳体建模,开展了远场冲击波作用下螺旋桨物面空化冲击动响应及毁伤特征分析,并结合螺旋桨高速旋转状态下产生的水动力空化现象,进一步分析螺旋桨瞬态毁伤
摘要: 为了提高基于罚函数法的显式有限元对大变形接触-碰撞问题仿真的精确性和健壮性,基于前增量位移中心差分方法,发展了一种新的大变形接触非侵入算法。将动力方程求解步分解为不考虑接触的预估步和考虑接触的修正步,在当前时刻,采用罚函数法施加接触惩罚力,使其满足非侵入条件,从而提高显式接触计算的精确性;在仅能获得下一时刻位移的情况下,为了精确计算下一时刻的大变形内力,基于任意参考构型大变形理论,将动力学
摘要: 采用数值模拟方法开展了8 000 kJ 能级被动柔性防护网的抗落石冲击分析与设计工作。首先,基于显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA 对典型被动柔性防护网单环和三环环链拉伸试验、网片顶破试验以及2 000 kJ 能级落石冲击足尺防护网试验进行数值模拟复现,通过与网环最大破断力、破断位移和破坏特征、落石冲击全过程以及防护网钢丝绳内力时程等试验数据进行对比,验证了所采用数值模拟方法的