壳体厚度和爆炸深度对水下爆炸冲击波的影响

合集下载

装药壳体对含铝炸药水下爆炸性能影响研究

装药壳体对含铝炸药水下爆炸性能影响研究
n l , 5 m, 7 m处冲击波压力时程 曲线 , 获得不 同装 药条件下 冲击 波的峰值 、 冲量 、 能量及气泡脉动周期和气泡能等参数。利 用A U T O D Y N一 2 D程序 , 对带壳装药含铝炸药水下爆 炸过程进行数值模 拟 , 通过与实验测量结果 对 比, 验证数值仿真方法 和结果 的准确性 。在 此基 础上 , 结合量纲分析与数值模拟方法研究 填装 比对 冲击波波形 、 压力峰值及气 泡脉动周期 的影 响规律。研 究表明 : 填装较小时 , 冲击 波压力 峰值 与冲击波能均增大 ; 填装较大时 , 压力 峰值 与冲击波能均减小 ; 气 泡脉动
Abs t r a c t : Un de r wa t e r e x p l o s i o n e x p e ime r n t s we r e c a r r i e d o u t o n c y l i n d r i c a l a l u mi n i z e d e x p l o s i v e s . Th e c ha r g e s s u r r o u n d e d b y 6 mm t h i c k s t e e l c a s i n g,AL c a s i n g a n d PVC c a s i n g,a s we l l a s t wo ba r e c h a r g e s we r e ir f e d. T he s h o c k wa v e p r e s s u r e — t i me c u r v e s we r e me a s u r e d r e s p e c t i v e l y a t t h e d i s t a n c e o f 3 m ,5 m a n d 7 m.Th e p e a k p r e s s u r e,i mp u l s e a n d e n e r g y o f s h o c k wa v e a nd t h e bu b b l e e n e r g y we r e a l s o wo r k e d o u t . Nu me ic r a l s i mu l a t i o n s u s i n g AUTODYN一 2D s u p p o  ̄t h e e x p e ime r n t a l r e s u l t s . Ac c o r d i ng t o t h e di me n s i o na l a na l y s i s a n d n u me ic r a l s i mu l a t i o n,t he v a ia r t i o n s o f s h o c k wa v e p r o i f l e,p e a k p r e s s u r e a n d b u b b l e p e io r d lo a n g wi t h t h e c h a ng e o f r e l a t i v e c h a r g e ma s s we r e s t u d i e d . Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p e a k p r e s s u r e a n d e n e r g y o f t he s h o c k wa v e wi l l b e a l l e n ha n c e d wh e n t h e r e l a t i v e c h a r g e ma s s i s s ma l l ,b ut wi l l d e c r e a s e wh e n t h e r e l a t i v e c h a r g e ma s s i s t o o l a r g e .Th e b u b b l e pe r i o d o f t he c a s i n g c h a r g e i s l o we r t h a n t h a t o f t h e b a r e c h a r g e . Th e o p t i ma l r e l a t i v e c h a r g e ma s s i s 1.4 5 f o r t h e s t e e l c a s i ng c ha r g e . Th e f in i t e e l e me n t mo d e l a n d c a l c ul a t i o n r e s u l t s c a n p r o v i d e a r e f e r e n c e or f t h e d e s i g n o f u n d e r wa t e r we a p o ns . Ke y wo r ds: u n d e wa r t e r e x pl o s i o n;c h a r g e c a s e;s ho c k wa v e;bu b b l e;t h e r e l a t i v e c h a r g e ma s s

水下爆炸圆柱壳冲击波绕射特性分析

水下爆炸圆柱壳冲击波绕射特性分析
critical point.
Keywords:underwater explosionꎻ shock wavesꎻ cylindrical shellꎻ diffractionꎻ fluid ̄solid coupling
水下爆炸圆柱壳冲击波绕射特性2????2爆炸冲击波的传播过程采用ale流固耦合法对模型进行数值仿真计算?计算得到的流场压力云图如图8所示?装药起爆后?当冲击波作用在壳体后?由于壳体内部介质为空气?大部分能量以冲击波的形式返回到流场中?形成反射冲击波?如图8a所示?反射冲击波向爆心方向传播?当传播至气泡表面后?由于气泡内部介质的阻抗低于气泡外部介质的阻抗?又有一部分能量以稀疏波的形式反射回到流场中?另一部分则透射到气泡内部?气泡反射回的稀疏波与壳体反射的稀疏波相遇后会相互叠加?使压力迅速降低?如图b?初始冲击波继续向前传播?当冲击波绕过圆柱壳顶部和底部时?形成膨胀波?冲击波的传播方向发生改变?绕过临界位置向背爆面传播?如图8cd所示?图8流场压力云图fig8pressuredistributionmapofflowfield2????3近壁面压力分析2????3????1近壁面压力空间分布取图2中所示的5个近壁面测点为研究对象?工况14的壳体厚度为10mm?对爆距r进行无量纲化处理?rrrr为壳体半径?爆距分别为0????5123?工况58在的爆距为2?壳体厚度分别为5101520mm?图910为圆柱壳表面测点ae的压力在不同工况下的时程曲线?测点位置如图2所示?当初始爆炸冲击波传播到a点后?a点出现第1次压力峰值?随后压力迅速衰减?由于壳体中应力波的反射形成了第2个压力峰值?b点处压力峰值降低?压力变化规律与a点相似?测点c位于临界点?压力峰值降低?脉宽增大?de2点压力变化规律与迎爆面测点压力变化规律差异较大?绕射冲击波的到达形成的压力值较低?脉宽增加?通过图9和图10的对比可以发现?板厚主要影响应力波的透射规律?各点的载荷时历特征受爆距参数影响更加明显?2????3????2近壁面压力峰值特征为探究冲击波近壁面压力的峰值在圆柱壳周围的分布特征?定义无量纲相对压力峰值pipmipma?其中pmi表示第i位置处的压力峰值?p变化趋势如图11所示?从图11中可以看出?pb的值最大?临界点和背爆面测点pcpdpe的值依次减小?临界点c处pc与迎爆面处的pb值相差较大?与背爆面处的pdpe值相差较小?随着爆距与板厚的增加?pbpe值也随之增大?不管爆距与结构形式如何改变?背爆面pdpe的值始终非常接近?2????3????3脉宽变化特征压力峰值所代表的是瞬时的压力?而脉宽代表了冲击波作用的时间?同样是一个重要的参量?定

水深因素对水下钻孔爆破冲击波压力峰值的影响

水深因素对水下钻孔爆破冲击波压力峰值的影响

20 0 8年 6月
水深因素对水下钻孔爆破 冲击波压力峰值的影响
邵鲁 中等
・ 5・
浅水区域 , 距离装药80I . 的第一个波形与距离装 n 药4 0I . 的第三个波形相 比, n 峰值压力波形上升坡 度明显变缓 , 其原因是相对海底孔 口的测点方位角 变大 , 海底影响加剧, 前驱波作用增强。 / /////////////// /
随潮水高低而定。
2 2 试 验 测试 系统 .
测试系统有国产 C - D2 2冲击波测量传感 YY - 0
器、 四川纵横系列 J 50 , E 83电荷放大器 , V 2o Y 55 见 图1 。采 样 频 率取 2MH , 样 长 度 取 10 bt z采 00 ki 。 根据本试验特点, 选择防水性能好 、 爆能较高、 运输
使用安全系数大且价格便宜的乳化炸药 。
保持周围环境和水产资源; 向前等在 20 梁 06年提 出表 1 的水 中冲击波 的安全控制标准 。这些都 J
说明研究水下爆破产生的水 中冲击波的传播规律 与水 中冲击波的强度对工程安全实践有着重要 的 指导作用。 表 1 水中冲击波压力安全控制标准
被保护对象 后引桥基础 卸货码头基础 允许水击波压力 P / P M a
≤0 2 . ≤0 2 . ≤0. 1
图 1 试 验测 试 系统
试验中, 传感器 中心距水底 1m, 测点距装药 中心水平距离在 4~ 0m范围内变化。试验钻孔 1
孔深 10~ . . 25m。 23 试验 设计 .
水中冲击波的峰值压力作为安全控制指标 。由于 水体的近于不可压缩性及理想的传播条件 , 水下爆 破产生幅值较高 的水 中冲击波压力 , 且衰减较快、 压 力作 用时 间极 短 , 常为 微 秒级 [ ] 通 3 。水底 钻 孔

水下爆破对水工构筑物的影响及安全防护措施

水下爆破对水工构筑物的影响及安全防护措施

水下爆破对水工构筑物的影响及安全防护措施水下爆破是一种常用的工程爆破方法,主要用于水工构筑物的拆除、改建或修复。

但是,水下爆破对水工构筑物有着一定的影响,因此需要采取安全防护措施,以保障人员和设施的安全。

本文将一步一步回答[水下爆破对水工构筑物的影响及安全防护措施]这一主题,探讨该技术的实施原理、影响因素以及必要的安全防护措施。

一、水下爆破技术的实施原理1.1 概述水下爆破技术水下爆破技术是指在水下环境中通过爆炸能量来拆除水工构筑物的一种方法。

爆破能量能够将水工结构物破坏为较小的碎片,方便后续的处理和清理。

1.2 爆破原理水下爆破的爆破原理与陆地上的爆破基本相同,主要是通过爆炸能量产生的冲击波和冲击力破坏水工构筑物。

冲击波瞬间对周围的水和结构物产生压力,导致结构物的破坏或剥离。

二、水下爆破对水工构筑物的影响因素2.1 爆破产生的水动力效应爆破产生的冲击波和冲击力会对周围水工构筑物及其周围环境产生影响。

水动力效应最主要的影响因素是爆炸药量、装药、装药方式和爆炸深度等因素。

2.2 结构物的稳定性和强度水下爆破对水工构筑物的破坏程度与结构物的稳定性和强度有着密切关系。

结构物如果设计合理、强度足够,那么其在爆破过程中会有很好的抵抗能力,影响较小。

反之,如果结构物本身存在质量问题或结构缺陷,爆破可能会导致更严重的破坏。

2.3 水下环境的冲击和震动水下爆破会在水中产生冲击波和震动,对周围的水生生物和生态环境产生一定的冲击,可能会导致鱼类、水生植物等受到伤害或死亡,影响水生生物的栖息。

三、水下爆破的安全防护措施3.1 谨慎选择爆破参数在进行水下爆破之前,需要对目标结构物进行深入的勘察和分析,确定合适的爆破参数。

合理选择爆破药量、装药方式和爆破深度等参数,以最大程度减少对结构和环境的影响。

3.2 强化结构物的设计和施工质量为了提高水工结构物的稳定性和强度,需要在设计和施工阶段进行严格的质量控制和监督。

通过采用合适的材料和结构设计,有效消除结构物的缺陷,提高其抗爆破能力。

水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果估算方法评估

水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果估算方法评估

水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果估算方法评估水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果估算方法评估水下接触爆炸是一种重要的海战作战形式,能够对舰船造成巨大的破坏。

为了提高舰船的抗爆能力,需要对水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤进行试验研究。

本文将介绍水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果估算方法评估。

对于水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验,常常采用爆炸试验技术。

该技术可以通过实际的爆炸试验来还原水下爆炸对舰船壳板的毁伤情况,帮助研究人员评估舰船在战争中遭受水下爆炸的可靠性。

在进行水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验时,需要考虑如下方面:首先,需要确定试验中使用的炸药类型、炸药重量和深度等参数。

这些参数需要根据实际情况进行确定,以便实现试验的真实还原。

其次,需要选择壳板试验件和试验设备。

这些试验件和设备必须符合试验要求,能够承受爆炸力量,不影响试验结果的真实性。

然后,需要进行试验前的模拟计算。

模拟计算可以模拟实际的爆炸情况,预测水下爆炸对舰船壳板的毁伤程度,为试验结果提供参考。

接着,进行试验操作。

试验操作需要谨慎、精细,该阶段的操作能够直接影响试验结果。

最后,需要对试验结果进行数据分析。

数据分析可以帮助研究人员更加清晰地了解水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤程度,以便进一步研究如何提高舰船的抗爆能力和减轻损害程度。

总之,水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验是一项重要的试验研究工作,对于提高舰船的抗爆能力有着重要的作用。

通过上述步骤进行进行毁伤试验效果估算方法评估,能够提高试验的准确性和可靠性,为舰船的抗爆设计提供参考。

为了更好地评估水下接触爆炸对舰船壳板的毁伤试验效果,我们需要对相关数据进行分析。

以下是一些可能需要分析的数据:1. 炸药类型、重量和深度:这些参数可以直接影响试验结果。

通过对这些数据进行分析,我们可以更好地了解水下爆炸对舰船壳板毁伤的情况。

2. 试验件和设备:试验件和设备的质量和性能,对试验结果有着重要的影响。

泡沫铝壳对水下爆炸冲击波衰减的影响

泡沫铝壳对水下爆炸冲击波衰减的影响
中 图分 类 号 :T5 J5;03 9 8 文献 标 识 码 :A DOI 0. 9 9 is , 0 9 4 . 0 1 0 . :1 3 6 sn 1 6—9 1 2 1 . 3 01 0 6
1 引 言
泡 沫铝 因具 有 减震 、 能 、 冲击 等 性 能 , 民用 吸 抗 在 和 军事 防护 中的应用 也 越 来越 受 到重 视 , 已被广 泛 并 应用 于各类 结构 物 的 抗爆 炸 耐 冲击 防 护工 程 。其 中 , 泡 沫铝材料 的一个 重要 应用 方 面是作 为吸 收冲击 和爆 炸 的吸能材 料 。 目前 , 有关泡沫铝 在空气 中的抗爆 和冲 击波衰减特 性 的研 究 , 已经 通 过 实验 和 数 值 模 拟等 手 段, 取得 了一 些研 究 成果 。对 于水 下环 境 , 李顺 波 等 通过数值模 拟研 究 了泡 沫铝对 水 下爆 炸 冲击波 的 衰减规律 。泡沫铝 材料 对水 下爆 炸 冲击 波衰 减 特性 是 评价其水下 吸能防护性能 的基 础 , 对爆 炸防护设 计有 重
要 的参 考 和应 用 价 值 。 因 此 进 一 步 研 究 此 类 材 料 对 水 下 爆 炸 冲击 波 衰 减 的 影 响 就 显 得 尤 为 重 要 。 本 实 验 利 用 水 下 爆 炸 测 试 系 统 , 量 了 在 爆 炸 冲 测 击 波 与 不 同壁 厚 的 泡 沫 铝 壳 相 互 作 用 后 , 固 定 测 点 于 处 的水 下 爆 炸 冲 击 波 波 形 , 时 利 用 高 速 摄 像 机 对 水 同 下 爆 炸 情 况 进 行 记 录 , 而 系 统 地 研 究 泡 沫 铝 对 水 下 进 爆 炸 冲击 波 衰 减 的 影 响 , 水 下 爆 炸 防 护 提 供 了 可 行 为
时 程 曲线 。在 固 定 水 深 和 测 点 距 离 的 情 况 下 , 点 处 测

战斗部壳体对水下爆炸威力影响的数值模拟研究

战斗部壳体对水下爆炸威力影响的数值模拟研究

战斗部壳体对水下爆炸威力影响的数值模拟研究
程素秋;秦健;况贶;陈高杰;王树乐
【期刊名称】《兵工学报》
【年(卷),期】2015(0)S1
【摘要】采用LS-DYNA软件对装药半径为0.15 m、0.42 m、0.55 m的有/无壳体战斗部的爆炸特性进行数值模拟研究。

分析了炸药在有无壳体的水下爆炸时的冲击波压力、气泡脉动压力等特性参数。

对比总结了不同网格密度、不同当量、不同装药半径及有/无壳体的数值计算结果。

结果表明,壳体对水下爆炸气泡脉动的影响较为显著。

壳体厚度对气泡形成时间没有太大影响,但对气泡压力峰值影响较大。

因此,研究战斗部水下爆炸威力时必需考虑壳体因素。

【总页数】7页(P115-121)
【关键词】兵器科学与技术;爆炸力学;水下爆炸;战斗部;壳体厚度
【作者】程素秋;秦健;况贶;陈高杰;王树乐
【作者单位】91439部队;92857部队;上海军事代表局
【正文语种】中文
【中图分类】TJ410.33
【相关文献】
1.壳体厚度对战斗部爆炸气泡特性影响的数值模拟研究 [J], 程素秋;程鑫;;
2.壳体厚度对战斗部爆炸气泡特性影响的数值模拟研究 [J], 程素秋;程鑫
3.无限水域中壳体对爆破型战斗部爆炸威力的影响研究 [J], 陈高杰;吴林杰;程素秋;
刘文思
4.无限水域中壳体对爆破型战斗部爆炸威力的影响研究 [J], 陈高杰;吴林杰;程素秋;刘文思;
5.无限水域中壳体对不同尺寸战斗部爆炸威力的影响研究 [J], 陈高杰;程素秋;曹进一
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

水下爆炸冲击作用下壳体结构响应的数值模拟

水下爆炸冲击作用下壳体结构响应的数值模拟

水下爆炸冲击作用下壳体结构响应的数值模拟本文以壳体结构作为研究对象,使用ANSYS/LS-DYNA软件分别对一般环肋圆柱壳结构和潜艇结构在水下爆炸冲击作用下的响应进行了数值模拟研究。

首先,模拟了水下爆炸压力的传播过程,计算并分析了水下爆炸对圆柱壳结构的动态影响。

研究中发现,ANSYS/LS-DYNA模拟中远场爆炸时,流体单元数目巨大,导致计算时间过长,单元数量超出计算机的计算规模时,计算无法进行;并且爆炸冲击波压力存在衰减过快的问题,因此计算的精确度降低。

其次,为了得出对提高壳体抗冲击性较为有利的结构形式,分别对加筋、改变筋的几何尺寸、增加壳体厚度对于提高圆柱壳抗冲击性的作用进行了对比研究,研究结果表明,加适当筋距的筋,以及在加筋的基础上增加壳体厚度对壳体抗冲击性提高效果显著。

另外,改变筋的尺寸能使壳体达到更好的抗冲击效果。

然后分别对单壳体和双壳体结构及其周围水域进行有限元建模,对两种壳体在水下爆炸冲击作用下的响应进行了数值模拟,并将二者的模拟结果进行对比,目的是为了研究双壳体结构中外壳及壳间液舱对于冲击波传播及内壳冲击响应的影响。

研究结果表明,外壳及壳间液舱对冲击波传播及内壳响应影响较小。

最后根据某潜艇基本数据建立了潜艇结构的有限元模型,并对此模型做了水下爆炸冲击的数值模拟。

分析了不同工况下壳体的应力应变响应、速度及加速度响应以及内外结构能量吸收情况,统计了迎爆面应力沿艇长方向的分布情况,并将不同工况下的响应进行了对比,据此指出该壳体结构中抗冲击性比较差的结构形式,并对此提出改进措施。

本文研究结果可以为提高潜艇的抗水下爆炸冲击性能研究提供参考。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关 键 词 : 炸 力 学 ; 下 爆 炸 ; 壳 装 药 ; 据 拟 合 爆 水 带 数
中 图 分 类 号 : J5 T 5 ;O3 2 8 文献标志码 : A 文 章 编 号 : 0 7 7 1 ( 0 1 0 — 0 50 1 0 — 8 2 2 1 ) 30 4 — 3
Efe to helTh c n s n p o i n De h o de wa e pl sv h c a e f c fS l i k e sa d Ex l so pt n Un r t r Ex o i e S o k W v
( 京 理 工 大 学 机 械 工 程 学 院智 能 弹 药 国 防 重 点 实 验 室 ,江 苏 南 京 2 0 9 ) 南 10 4
ห้องสมุดไป่ตู้
摘 要 : 据 C l 水 下 爆 炸 冲击 波 经验 公 式 和 CJ爆 轰 理 论 , AUT DY 软 件 对 带 壳小 药 量 装 药 水 下 爆 炸 进 行 根 oe - 用 O N
数值模拟 , 算了不同壳体厚度 的 T 计 NT水 下爆 炸 冲 击 波 压 力 峰 值 , 到 带 壳 装 药 水 下 爆 炸 冲击 波 峰 值 压 力 的 拟 合 得
公 式 , 析 了 冲 击 波 随 装 药 壳 厚 与半 径 比 以及 爆 炸 深 度 的变 化 规 律 。结 果 表 明 , 壳 装 药 水 下 爆 炸 的 冲 击 波 峰 值 分 带 压 力 随壳 厚 与装 药半 径 比的 增 加 先 增 大 后 减 小 , 爆 炸 深 度 的增 加 而 增 大 。 随
献 E ] [ ] 只是 对 实 验结 果 进 行 了总结 , 有得 1和 3都 没
引 言
水 下爆 炸 冲击 波 的研 究 是 水 下 武 器 毁 伤 的一 个重 要 内容 。对 于 TNT 球形 裸 装 炸 药 , 下 爆 炸 水 所产 生 的 冲 击 波 压 力 可 以 通 过 C l oe和 Z myh a s— ly y v的水下 爆 炸 冲击 波 经 验 公 式 进 行 计 算 。对 ya e 于带 壳装 药 , 目前还 没 有 比较 具 体 的 经 验 公式 。带 壳装 药水 下爆 炸 时 , 体厚 度 和材 料 都 会 对 冲 击 波 壳 大小 产 生影 响 。 L — e】 I j _ 分析 了壳 体厚 度对 水下 爆 炸 冲击 波 Yu i
第 3 4卷 第 3期 2011年 6月
火 炸 药 学 报
Chi s o na fEx o ie ne eJ ur lo plsv s& Pr pel nt o la s 45
壳体 厚 度 和 爆 炸 深 度 对 水 下爆 炸 冲 击 波 的影 响
盛 振 新 , 刘 荣 忠 ,郭 锐
SH EN G e - n, LI Ro — ho Zh n xi U ng z ng, GU O Rui
( nseilKe b rt r fZ Miitr yLa o a oy o NDY,Na j g Unv riyo ce c n c n lg , a ni ie st fS in ea dTeh oo y n
s o k wa e c e t d b n e wa e x l so f TNT t t ls e lwi i e e t t ik e s wa ac lt d b h c v ra e yu d r tre po in o wih a me a h l t d f r n h c n s s c lu a e y h f AUTODYN o t r . Th i l t n d t r i e n o a e p r a o m u a n h h n e r l f t e p a s fwa e e smu a i a a we e ft d i t m ii l f r l ,a d t e c a g u e o h e k o t c p e s r fs o k wa e wi h a eo h l t ik e sa d e p o ie r d u n x l sv e t sa ay e .Th r s u e o h c v t t e r t fs e 1 h c n s n x l sv a i sa d e p o i e d p h wa n l z d h e r s ls s o t a h e k p e s r fs o k wa ei c e s s f s l e u t h w h tt e p a r s u eo h c v n r a e i t r y,a d t e e r a e t h c e n fr t f n h n d c e s s wi t e i r me to a e o h n s elt ik e s a d e p o i e r d u ,a d i c e s swi n r a i g t e e p o in d p h h l h c n s n x l s v a i s n n r a e t i c e sn h x l so e t . h Ke r s x l so c a is u d r t r e p o i n TNT t t ls e l d t i i g y wo d :e p o i n me h n c ; n e wa e x l so ; wi a me a h l; a a f t h tn
Na jn 1 0 4, Chn ) nig 2 0 9 ia
Abta t B s do h l n ewae x lso mprc l o muaa dC- eo aint e r ,t ep a rsu eo sr c : a e nt eCoeu d r tre po ine iia r l n Jd t n to h o y h ek p e s r f f
相关文档
最新文档