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深孔台阶爆破近区振动信号趋势项去除方法

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：韩亮刘殿书辛崇伟梁书锋凌天龙武宇李晨

基金：中央高校基本科研业务费资助项目(3142017092) 廊坊市科技支撑计划项目(2017013149)

关键词：近区爆破震动趋势项集合经验模态分解自相关分析小波去噪

摘要：基于深孔台阶爆破近区大量实测振动信号,总结了趋势项产生的原因主要为大振幅脉冲输入下的非线性失真及低频干扰叠加,在此基础上以测试仪器有效监测范围作为识别趋势项组成部分的判别准则.利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、小波分解等信号分析手段,提出了以固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)的频带分布为指标、人工判别的趋势项去除方法,以及基于自相关分析识别噪声特征的小波阈值去噪方法.实例证明该方法切实有效,可实现爆破信号的批量化预处理.

内爆压缩多层密绕螺线管的数值模拟

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：张春波宋振飞谷卓伟卢纪赵士操

基金：国家自然科学基金项目(11672276) 国家自然科学基金青年科学基金项目(51607164)

关键词：多层密绕螺线管内爆压缩光滑粒子流体动力学界面不稳定性

摘要：利用AUTODYN二次开发接口建立三维多层密绕螺线管数值模型,并实现周期性边界条件,应用光滑粒子动力学方法对内爆压缩多层密绕螺线管过程及其界面不稳定性开展数值模拟.计算结果表明,内爆压缩螺线管结构过程存在扰动快速增长至后期的界面失稳现象,与对应的实验结果较为相符.同时,计算显示螺线管结构参数对界面不稳定性发展具有显著影响,螺旋角度减小,结构压缩后期的界面不稳定性趋于严重;铜线直径减小,结构压缩后期的界面不稳定性趋于减弱.

矩形管道中微米级铝粉爆炸实验

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：文虎杨玉峰王秋红任旭刚

基金：国家自然科学基金青年项目(51504190) 国家重点研发计划项目(2016YFC0800100) 博士后启动金项目(2016QDJ013) 陕西省教育厅专项科研计划项目(2013JK0947) 陕西省国际科技合作与交流计划项目(2016KW-070)

关键词：铝粉爆炸点火延迟时间粉尘粒度粉尘浓度爆炸压力

摘要：在矩形管道粉尘爆炸装置中开展系列实验,系统研究了点火延迟时间、粉尘粒度及粉尘浓度对铝粉尘爆炸过程中最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响.研究结果表明:不同的点火延迟时间对铝粉尘爆炸压力有显著影响,随着点火延迟时间由小变大,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率呈现先增大后减小的趋势,且不同粒径的铝粉尘最大爆炸压力对应有不同点火延迟时间.随铝粉粒度的减小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率会呈现出先增大后减小的变化规律.铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随浓度的增加均表现为先变大后减小的趋势,即铝粉浓度在特定数值时会使其爆炸威力最强.

利用全元素矩张量反演方法识别地下核爆炸

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：何永锋李锴曾乐贵姚国政赵克常张献兵刘炳灿

基金：国家自然科学基金项目(41374068)

关键词：地下核爆炸面波 Green函数全元素矩张量反演 CLVD源

摘要：将震源矩张量中的各分量作为权重因子,利用基本Green函数的线性组合可以对地震波场进行描述,本文利用水平分层模型下的广义反射-透射系数方法的地震波场正演公式,反演了苏联东哈萨克斯坦地下核试验场的7次地下核爆炸、3次震中位置相近的天然地震的震源矩张量,反演结果表明地下核爆炸震源明显含有爆炸源成分,同时包含双力偶成分(DC)和线性偶极补偿源成分(CLVD),且CLVD成分比重大,CLVD的存在可用层裂机制来解释;天然地震震源矩张量的反演结果表明,DC源为主要成分,符合剪切位错震源模式.

一个新的钢筋混凝土损伤塑性模型

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：徐鹏飞刘殿书张英才

基金：国家自然科学基金(51474218)

关键词：钢筋混凝土模型损伤塑性模型烟囱爆破拆除

摘要：为了准确、高效地对拆除爆破工程进行数值模拟,考虑钢筋混凝土受拉刚化效应以及配筋率对受拉刚化效应的影响和受压箍筋约束效应,采用组合模量的方法给出了一个简化的钢筋混凝土本构关系,在LS-DYNA有限元软件中的混凝土损伤塑性模型的基础上,通过参数修改建立新的钢筋混凝土损伤塑性模型模拟来钢筋混凝土.在实验验证的基础上,采用钢筋混凝土损伤塑性等效模型对一双切口钢筋混凝土烟囱延时爆破拆除效果进行数值模拟,数值模拟结果表明该模型可以准确反映烟囱倒塌破坏及运动过程.

液化天然气储罐混凝土穹顶的冲击破坏模式与机理

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：翟希梅赵新宇

基金：国家自然科学基金项目(51378151)

关键词： LNG储罐混凝土穹顶破坏模式失效机理

摘要：为获得大型全容式LNG储罐混凝土穹顶结构在圆柱形刚体冲击作用下的动力响应、失效模式以及失效机理,基于160000 m3的LNG储罐,应用ANSYS/LS-DYNA建立LNG储罐精细化有限元数值模型,并通过对弹丸冲击混凝土靶板实验的数值模拟,验证了有限元模拟方法及材料模型的适用性.通过分析圆柱体冲击物撞击下LNG储罐的动力响应,提出储罐穹顶结构的3种失效模式即局部凹陷、混凝土剥落、击穿破坏,并根据冲击过程中能量的传递特征揭示了每类失效模式对应的失效机理.最后通过大量参数分析获得不同冲击物直径、冲击位置、冲击角度对LNG储罐结构的最大冲击响应及失效模式的影响规律.结果表明,冲击角度、冲击物直径对LNG储罐混凝土外罐穹顶的失效模式影响较大,冲击位置对储罐穹顶失效模式的影响较小,可以忽略.

SHPB加载下PTFE/Al冲击反应的临界条件

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：乌布力艾散·麦麦提图尔荪葛超田超董永香

基金：国家自然科学基金项目(11202028,11472053)

关键词： PTFE/Al 分离式霍普金森压杆冲击反应临界条件

摘要：采用分离式霍普金森压杆(SHPB)加载方法和高速摄影技术,对混合压制烧结法制备的铝颗粒增强聚四氟乙烯复合材料(polytetrafluoroethylene/Al,PTFE/Al)的冲击反应临界条件进行研究.实验中采用钢杆、铝杆和不同尺寸的试样,进行不同加载条件下的测试,实验结果表明:PTFE/Al复合材料的冲击反应过程主要可分为变形、碎裂、反应阶段,其冲击反应临界同时关联于应力和应变率.并基于实验获得了PTFE/Al复合材料的冲击反应临界渐进线应力和应变率,通过对实验数据的归纳和分析,初步提出实验条件下关联应力和应变率的PTFE/A1临界反应关系式,获得冲击反应阈值预测曲线.

碎片云SPH方法数值模拟中的材料失效模型

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：邸德宁陈小伟

基金：国家自然科学基金项目(11225213)

关键词：失效模型 SPH方法碎片云碎片分布超高速撞击

摘要：光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)被广泛应用于薄板超高速撞击碎片云的数值模拟.利用AUTODYN软件中的SPH模块,考察了无失效模型、Grady失效模型和最大拉应力失效模型3种方案下碎片云模拟结果,发现无失效模型时计算结果及材料表现与实验明显不符;相比于Grady失效模型,最大拉应力失效模型下材料更难失效,将小幅度减弱碎片云扩散程度,碎片总数减少,粒子聚集产生更大碎片,碎片云侵彻性能提高,增大模型失效阈值亦有上述表现.相比而言,Grady失效模型计算结果更符合实验,但2种失效模型间差异与撞击工况相关,材料破碎越充分差异越小.

圆盘结构下旋转爆震波传播特性的实验研究

《爆炸与冲击》 - 2018 年 5 期

作者：夏镇娟周胜兵马虎卓长飞周长省

基金：国家自然科学基金项目(51606100) 江苏省自然科学基金项目(BK20150782) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(30915118836)

关键词：旋转爆震波圆盘形燃烧室传播模态传播频率

摘要：为研究圆盘结构下旋转爆震波的传播特性,通过改变反应物的质量流率及当量比,在非预混圆盘形旋转爆震模型发动机(rotating denonation engine,RDE)上进行实验研究.结果表明,爆震波在圆盘形RDE上成功起始并能够连续传播,得到了两种传播模态:单波模态和双波模态,在发动机工作过程中发现,集气腔与燃烧室存在相互作用.当反应物质量流率小于159.20 g/s时,旋转爆震波以单波模态稳定传播,爆震波传播频率为4.56～4.62 kHz,越靠近燃烧室外圆,爆震波的压力峰值及传播速度越大;当质量流率大于186.89m/s时,旋转爆震波以双波模态传播,传播频率为8.59～8.64 kHz.双波传播模态经历四个阶段:起爆阶段的单波段、稳定双波段、不稳定双波段、排气阶段转单波段.当质量流率介于159.20～186.89 g/s之间时,旋转爆震波以单/双波混合模态传播.反应物当量比在1附近时,爆震波的传播过程较稳定,偏离1,爆震波传播不稳定,初始阶段起爆失败或传播过程中存在间断.

基于双向聚能拉张爆破理论的巷道顶板定向预裂

《爆炸与冲击》 - 2018 年 4 期

作者：何满潮郭鹏飞张晓虎王炯

基金：国家重点研发计划项目(2016YFC0600900) 国家自然科学基金项目(41602308)

关键词：双向聚能拉张爆破切顶卸压定向预裂炮孔间距动力分析

摘要：为在切顶卸压沿空留巷中获得巷道顶板预裂炮孔的最优间距,基于双向聚能拉张爆破技术,采用以LS-DYNA动力分析软件为基础的数值模拟和现场试验对巷道顶板定向预裂进行研究,优化炮孔间距.数值模拟结果表明,当炮孔间距为400 mm时,应力波叠加后产生有效的拉应力;当炮孔间距为500 mm时,应力波叠加后也能够产生有效的拉应力,该拉应力大于孔壁围岩的抗拉强度,能够使孔壁围岩沿聚能方向形成裂缝,且利于炮孔间裂纹的扩展;随着炮孔间距进一步的增大,当炮孔间距为600 mm爆破时,由于间距过大,应力波无法有效叠加,不能产生连续裂缝.现场试验表明,间距为400和500 mm的炮孔间隔爆破时,未爆破孔自炮孔孔底至孔口产生连续有效裂缝,裂缝长度达2.4 m,相邻炮孔间沿炮孔中心线均能够形成连续有效的切缝面,能够有效控制沿空巷道顶底板位移及沿空巷道顶板压力.综合分析,在3种不同炮孔间距的试验方案中,确定间隔爆破、500 mm的炮孔间距为同一地质条件下3种试验设计中的最优方案.

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