薄板冲击-冲击动力学
爆炸与冲击动力学
爆炸与冲击动力学
爆炸与冲击动力学是力学的一个分支，主要研究爆炸和冲击等极端动态载荷下材料和结构的力学行为。
它涉及到物理学、工程学和材料科学等多个学科领域。
该学科的研究对象包括爆炸、高速碰撞、冲击波等现象，以及它们对材料和结构的影响。
研究内容包括爆炸波的传播、爆炸能量的释放和传递、材料在高应变率下的力学行为、结构的动态响应和破坏等。
爆炸与冲击动力学在许多领域都有重要的应用，如国防工业、航空航天、汽车工程、土木工程、石油化工等。
在这些领域中，对于设计和评估材料和结构在爆炸和冲击载荷下的安全性和可靠性具有重要意义。
该学科的研究方法包括实验、理论分析和数值模拟。
实验技术包括高速摄影、压力传感器、激光干涉仪等，用于测量爆炸和冲击过程中的物理量。
理论分析方法包括经典力学、连续介质力学、统计力学等，用于描述爆炸和冲击现象的物理本质。
数值模拟方法则利用计算机技术，通过有限元、有限差分等方法对爆炸和冲击过程进行数值模拟。
随着科技的不断发展，爆炸与冲击动力学的研究也在不断深入。
未来的研究方向可能包括高能量密度材料的爆炸特性、多尺度现象的研究、新材料和结构的设计等。
这将进一步推动该学科在工程和科学领域的应用和发展。
ANSYS Workbench 显示动力学 质量块冲击薄板
ANSYS Workbench显示动力学质量块冲击薄板案例分析：本例模拟一立方体刚性质量块以速度300mm/s冲击一方形薄板的过程，立方体质量块的边长为20mm，方形薄板的边长为200mm，厚度为10mm，薄板材料为显式材料Steel1006，立方体材料为IRON-ARMCO，分析薄板在冲击载荷作用下的连续动态过程。
几何模型的建立打开workbench，载入几何模型模块和显式动力学模块，生成的几何模型为显式分析做准备。
双击A2打开几何模型，在弹出的单位选择窗口选择长度单位为mm。
点亮xy工作平面，同时点击面对视图图标来确定一个比较方便建模的视角。
XY平面显示如下，可以开始进行XY二维平面内的几何建模操作。
切换到草图模式进行草图建模编辑。
点击Draw主目录条下面的Rectangle生成方形几何外形线。
在坐标原点附近拖动鼠标形成一个方框草图。
对方框草图进行位置约束和几何尺寸的标定。
假设薄板平面依坐标轴对称，则每个边距离平行坐标轴的距离均为100mm。
约束各条边界。
点击尺寸Dimensions主条目下面的General来标注几何尺寸。
点击Y 坐标轴，按住Ctrl键，点选右侧线段，出现距离标注如下图。
依次标注其余三条线段的到平行坐标轴的距离，修改标准尺寸均为100mm，同时四条线段均为蓝色，说明线段均约束完全。
点击concept在下拉菜单中选择surfaces from sketches点击SurfaceSK1，然后点亮xyplane下的Sketch1，在base objects后面点击apply确认。
在SurfaceSK1右键generate生成几何面。
生成有有厚度的实体。
点击create下拉菜单Extrude拉伸实体。
选择base object为sketch1，实体的厚度Depth为10mm点击Extrude1右键generate。
点击creatives在下拉菜单中滑动鼠标至primitives选择box。
基于JH2本构模型的陶瓷的近场动力学理论研究
基于JH2本构模型的陶瓷的近场动力学理论研究随着现代战争形式从大战场、阵地战转向区域战、巷战,战斗人员和车辆在战场上受到的威胁日益增加,装甲防护技术成为各国军事装备研制课题中的重要一环。
陶瓷有着高硬度、高强度、高韧性及低密度等特性,作为装甲材料有着传统材料无可比拟的优势,成为各国装甲材料研究热点。
随着计算机性能的提高,数值模拟越来越受研究人员的青睐。
但是,由于陶瓷装甲在高速冲击下的动态力学行为这一问题涉及到断裂、破坏问题,使用有限差分法、有限单元法等基于连续介质力学理论的数值模拟方法都有相当大的困难。
而近场动力学理论作为新兴的非局域理论,在处理断裂、破坏问题时有着连续介质力学理论不具有的优势。
本文使用非常规态近场动力学理论,结合经典JH-2本构模型,对陶瓷材料的动态力学行为进行了理论研究与数值建模。
本文的主要研究内容包括:1.基于非常规态近场动力学理论,结合近场动力学态理论中的非局域变形梯度,对经典Johnson-Holmquist弹塑性材料本构在近场动力学中的实现进行了理论研究,提出了陶瓷的近场动力学理论模型。
研究了Johnson-Holmquist弹塑性本构方程的应力更新算法,为基于经典本构的陶瓷的近场动力学计算提供理论指导。
2.根据本文提出的陶瓷的理论模型设计编写了近场动力学计算程序,通过对一系列Johnson-Holmquist本构模型的算例进行数值研究,对比验证了本文提出的陶瓷的理论模型的准确性和可靠性。
3.使用本文提出的陶瓷的近场动力学理论模型研究了陶瓷侧面撞击实验以及薄板玻璃冲击实验中陶瓷的动态响应和损伤破坏过程,对应力波传播与损伤演化过程进行了分析。
结果显示,本文的计算结果和实验值相吻合,本文的方法在处理陶瓷的高速冲击破坏问题时具有独特的优势。
复合材料薄板冲击后压缩性能研究
分关 心 的 问题 。评 价复 合材料 冲击 阻抗 性能 的指 标 是 冲击后压 缩 （ ＡＩ强 度 ， 内外 许 多学 者 都 Ｃ ） 国 对 此 问 题 进 行 了 研 究 。林 智 育 等 对 Ｔ ０ ／ ３０
正能 将三维动态有 限元 素法 和三维静态有 限 元相结合 ， 实现 了层合板 冲击损伤与统计分析 ，
Ｑ ８ １ 和 Ｔ ０ ／４５两种材料体系的冲击后压 Ｙ ９１ ３０ ５０
收 稿 日期 ： ０ １— ７—１ ２１ ０ ２
作者简介 ： 丁聪 （９ ３ ， ， １８ 一） 男 上海人 ， 助理工程师 ， 主要研究方 向： 复合材料结 构设计 与分析 ， — ａ ： ｎ ｃｎ ＠ｃｍ ｃＣ 。 Ｅ ｍ ｉ ｄ ｇｏ ｇ ｏ ａ ．Ｃ ｌｉ
第２ 卷 第５ ８ 期
２ １ １ １ 年 ０ ０月
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沈 阳 航 空 航 天 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｅ ｙ ｎ ｒ ｐ ｃ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＳｈ ｎ ａ ｇ Ａｅｏｓ ａ ｅ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｙ
Ｖ Ｏ１ ２ Ｎ ｏ ５ ．８ ．
Ｏｃ ． ２ ０ ｌ ｔ １
｛ 料工 材 程｝
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文章编号 ： ０ ５—１４ （ ０ １０ ０ ３ ０ ２９ ２ ８ ２ １ ）５— ０ ８— ５
复 合 材料 薄 板 冲击 后 压 缩 性 能研 究
丁 聪 李 萍 关志 东 ， 星 ， ， 李
比了不同铺层、 不同材料复合材料薄板的 Ｃ Ｉ Ａ 性能。
１ 标准 Ｃ Ｉ Ａ 试验方法
复合 材 料 层 合 板 Ｃ Ｉ的 试 验 方 法 很 多 ， Ａ ∞０ ∞∞ ∞ ∞∞ ∞ ∞ ∞ Ａ Ｔ Ｂ ｅ ｇＳ Ｃ Ｓ Ｍ、 ｏｉ 、 Ａ ＭＡ、 Ｒ Ｇ＿ 等机构都 提 出 ｎ ＣＡ ６
接触爆炸作用下薄板的破坏及影响参数
接触爆炸作用下薄板的破坏及影响参数在工程实践中，爆炸作用下的薄板破坏是一种常见的现象，经常发生在建筑物、桥梁、船舶、飞机等结构物上。
在爆炸作用下，薄板被瞬间激起的压力波和冲击波冲击，会导致其出现不同程度的破坏，甚至使结构物彻底崩塌。
在实际工程中，为了保证结构的可靠性和安全性，需要对爆炸作用下薄板的破坏及影响参数进行研究并加以控制。
爆炸作用下薄板的破坏形式可以分为几种，如拉伸破坏、剪切破坏、翻边破坏、鼓包破坏等。
根据爆炸作用下薄板的物理特性，其破坏形式主要取决于以下几个参数：1. 爆炸荷载的大小和类型。
不同类型的爆炸荷载会对薄板的破坏形式产生不同的影响。
比如，高爆药所产生的爆炸波强度较大，能造成较明显的拉伸破坏，而低爆药所产生的爆炸波强度相对较小，对薄板的破坏形式的影响较为复杂。
2. 薄板的材质和几何尺寸。
不同材质和不同几何尺寸的薄板在受到相同的爆炸荷载作用下，其破坏形式也会有所不同。
比如，钢板在受到爆炸荷载作用下的抗拉强度较高，容易产生拉伸破坏，而铝合金薄板具有较好的塑性，容易产生翻边破坏。
3. 爆炸荷载与薄板之间的距离和角度。
当爆炸荷载与薄板的距离和角度发生变化时，薄板的破坏形式也会发生相应的变化。
比如，当爆炸荷载与薄板垂直作用时，薄板容易产生鼓包破坏，而当荷载与薄板呈45度角作用时，破坏形式可能同时包含拉伸破坏和剪切破坏等。
4. 薄板的支撑方式。
不同支撑方式的薄板在受到相同的爆炸荷载作用下，其破坏形式也会有所不同。
比如，自由端的薄板容易产生翻边破坏，而固定两端的薄板容易产生拉伸破坏。
总之，爆炸作用下薄板的破坏及影响参数需要综合考虑，才能更好地预测和控制结构物在爆炸作用下的破坏形式和程度。
在工程实践中，针对不同的爆炸荷载和薄板材料，可以通过不同的设计和防护措施来降低结构物的破坏风险，保证其安全可靠运行。
相关数据是研究爆炸作用下薄板破坏及影响参数的重要依据，能够提供有力的支撑和参考。
下面将对一些相关数据进行分析。
211230365_基于近场动力学的脆性材料热冲击损伤研究
高 新 技 术脆性材料（例如陶瓷、岩石等）在日常生活中随处可见，在温度载荷作用下，产生的内应力会导致断裂破坏，如何准确模拟脆性材料的复杂裂纹萌生和扩展一直是国内外研究的难题。
PD理论假设连续体中粒子之间存在相互作用，不需要指定额外的失效准则，材料的断裂损伤自然发生，常用于研究裂纹扩展问题。
Silling S A等[1]根据PD理论成功地捕捉了带有初始缺陷厚板的裂纹萌生和扩展现象，证明了近场动力学可以用来模拟裂纹扩展问题。
秦洪远等[2]构建了可以消除泊松比限制的双参数微弹脆性本构模型，模拟了含双裂纹巴西圆盘的劈裂破坏过程。
孙杰等[3]同样使用双参数微弹脆性本构模型研究了初始裂纹角度对多裂纹扩展路径和临界破坏载荷的影响。
Huang D等[4]分析了混凝土结构的静态弹性变形和开裂行为。
针对脆性材料的热冲击损伤，郑州大学的王振宇[5]采用PD方法研究了岩石材料的动态断裂与瞬时热传导行为。
Zhang H等[6]提出了一种考虑热力载荷的常规态基PD模型，以预测金属和陶瓷双材料结构的断裂损伤问题。
PD理论适合处理复杂的裂纹萌生和扩展问题，根据该理论可以较好地研究脆性材料的热冲击损伤问题。
该文基于PD理论建立一种分析脆性材料热冲击损伤问题的方法，推导近场动力学的传热方程和热力耦合本构方程，模拟脆性材料在热冲击载荷作用下发生多裂纹随机萌生和扩展的现象。
1 键基PD热力耦合模型键基PD的运动方程由虚功原理推导而来，满足动量守恒定律和角动量守恒定律，如公式（1）所示。
ρ（x）ü（x，t）=∫H f（u'-u，x'-x，t）d H+b（x，t）（1）式中：ρ为质点的密度；ü为加速度矢量；H为视界范围；b 为体积力密度矢量；f为键力密度矢量，与质点的材料属性、质点间的拉伸情况和质点的视界半径有统计学意义；x为质点的坐标矢量；t为时间；u为质点的位移矢量；u'为x视界内其他质点的位移矢量；x'为视界内其他质点的坐标矢量。
激光冲击钛合金薄壁件动态响应及残余拉应力形成机制
激光冲击钛合金薄壁件动态响应及残余拉应力形成机制田乐;聂祥樊;罗思海;王育虔;何卫锋;李一鸣;李翔【摘要】为探究激光冲击薄壁件时残余拉应力的形成机制,利用ABAQUS软件对0.5 mm钛合金薄壁件激光冲击条件下的冲击波作用规律和材料动态响应规律展开研究.结果表明,冲击波在薄壁件内反射时交替形成高数值拉伸波和压缩波,在压缩波和拉伸波的耦合作用下应力分布混乱并呈现“多峰”特点,形成了峰值为426 MPa、厚度达0.125 mm的拉应力层,且最大残余拉应力位于表面处.基于冲击波反射规律揭示了薄壁件中残余拉应力的形成机制,并通过增加试件厚度以降低反射拉伸波强度发现5 mm厚试件内最大残余拉应力仅为70 MPa,且表面处的拉应力转化为了压应力,从而提出了通过导波等方式控制应力波反射强度的薄壁件残余应力调控方法.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(019)003【总页数】6页(P7-12)【关键词】激光冲击强化;残余拉应力;薄壁件;冲击波【作者】田乐;聂祥樊;罗思海;王育虔;何卫锋;李一鸣;李翔【作者单位】空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038;空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038;空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038;空军工程大学航空工程学院,西安,710038;空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038;空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038;空军工程大学等离子体动力学重点实验室,西安,710038【正文语种】中文【中图分类】V231.9;TN249随着航空发动机性能要求的不断提高，零部件朝着轻量化的趋势发展，其中压气机钛合金叶片越来越薄，且弯扭程度不断加大[1-2]，在不改变其设计外形的前提下提高疲劳性能的需求十分迫切[3]。
激光冲击强化是一种可显著提升部件疲劳强度的新型表面处理技术[4-7]，其原理是材料在激光诱导冲击波的作用下发生塑性变形，形成高数值、大深度的残余压应力。
冲击动力学
力解值表达式，画出某一时刻的 X 图和某质点位置的
t 图。
[ 分析 ] 两杆初始应力和应变为零，但初始质点速度不为零， 分别为 v1 和 v2 ，撞击后，在两杆中分别形成了方向相反的强 间断弹性波，根据碰撞界面上压力相等（等截面时应力也相
等）、质点速度相等条件，两杆从碰撞面开始应力和质点速
落锤冲击钢丝的试验，请分析落锤自由下落后，钢丝受冲击 拉断的位置是冲击端A 端还是固定端B 端，此外致使钢丝冲
击拉断的控制因素是什么。
图3-2-3
[分析求解]依题，设固定端B 端为坐标原点，钢丝绳方向为
X的正向，落锤下落冲击到A 端时为初始时刻，可以画出相 应的波系图和 v 图。
图3-2-4
（该解同样可从 v 图中可以直接得出。）
某一时刻的 X 图和某质点位置的 t 图略。
讨论： （1）可以看出，当杆初始状态为自然的静止状态时，在
固定端界面上，即入射波与反射波相遇的界面处质点速度为
零而应力加倍。 （2）当长杆中初始状态为均匀场，参量对应为σ*、v*， 则有
1 * 0 C0 (v1 v*) 2 1 0 C0 (v2 v1 ) v2 v *
（ 4 ） 如果本题中 v1 和 v2 方向反向，则杆处于受压状态， 求解方法一样，但要注意画图时各参量的正负方向。
（5）图3-1-6所示特征线所组成图示各区域，其中1、2、
3和4区若均为恒值区，则可以直接得到：
v4 v2 v3 v1 4 2 3 1 2 3 1 4
（该解同样可从 v 图中可以直接得出。） 某一时刻的 X 图和某质点位置的 t 图略。 由上可知：当杆初始状态为自然的静止状态时，在自由 端界面上，即入射波与反射波相遇的界面处质点速度加倍而