层裂和绝热剪切断裂的宏细观数值模拟

来源 :2018第十二届全国爆炸力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wukuang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  材料的动态损伤断裂是武器物理学和工程学的一个重要基础科学问题,是力学、材料学、物理学等领域的学科交叉和多尺度基础科学前沿问题,拉伸断裂和剪切断裂是两种基本的破坏模式,本文针对层裂和绝热剪切断裂分别采用宏观和细观模拟开展研究分析。细观模拟采用相场模拟方法结合晶体塑性模型研究了微孔洞、剪切带、微裂纹等微结构的演化机制和主导因素,揭示了fcc金属中八面体孔洞、类球形孔洞的动态演化规律和影响因素,分析了应力状态对剪切带萌生和演化的影响规律,并分析了延性裂纹的扩展规律。宏观模拟方面采用一个可同时描述层裂、绝热剪切和环向拉伸三种断裂模式的唯象理论模型,并结合随机性方法,针对层裂、绝热剪切带的分解性实验确认了模型参数,在此基础上开展了爆炸加载下柱壳层裂演化和绝热剪切带演化耦合竞争的数值模拟,揭示了层裂演化和绝热剪切带演化耦合竞争的可能机理、及其和宏观现象的关联。
其他文献
采用152 mm轻气炮对PBX装药的缩比弹进行了弹体侵彻混凝土靶板实验。利用高速摄影装置、电探针测速装置、加速度传感器等辅助装置测量了弹体着靶速度、侵彻过载变化以及侵彻深度。实验后回收弹体,通过直接观察、CT扫描、SEM扫描等手段,对装药表面和内部的损伤进行了观察分析,用分形维数对装药裂纹进行了定量表征,分析研究了装药损伤机理。研究结果表明,侵彻过程中装药尾部和头部损伤较明显,尾部主要是拉伸作用引
炸药装药安全性取决于炸药的本质安全性、装药结构、装药质量、战斗部强度等多种因素,其中炸药的本质安全性最为重要。奥克托金(HMX)具有高密度、高爆速和高能量密度等优点,是目前最受关注的高性能弹药装药的主体组分,但HMX对机械刺激和热刺激都较为敏感。为研究氟橡胶对HMX的降感效果,本文设计不同比例F2604/HMX混合炸药配方,通过差示扫描量热法(DSC)研究了F2604含量对混合炸药热分解活化能的影
为研究高能炸药裂缝中的对流燃烧特性,加深对武器装药意外点火后发生高烈度反应复杂力-热-化耦合过程的机理性认识,采用热点火方式,结合高速摄影、压力测量等测试技术,对HMX基黏结炸药JO-9159裂缝中燃烧演化过程开展了实验研究。对实验数据的细致分析表明,炸药裂缝中的对流燃烧演化主要包含以下4个阶段:较低压力梯度下黑火药燃烧产物的早期输运过程(炸药表面未反应),炸药裂缝表面燃烧导致的快速增压过程,有限
会议
为研究DNTF的热安全性,采用克南试验研究了壳体不同密封条件下的DNTF快速烤燃响应特性,结合高压差示扫描量热仪(PDSC),分析了DNTF在不同压力下的热分解特性。结果 表明,壳体密封条件是影响DNTF烤燃响应的关键因素;相同条件下,随着壳体密封条件减弱,DNTF快速烤燃响应的剧烈程度减弱,壳体采用一定的泄漏方式能够降低DNTF的快烤易损性能。
为获得连续激光辐照典型带壳含铝炸药热点火毁伤特性,搭建了激光辐照带壳炸药实验研究平台:激光器、防护容器、带壳炸药、测温系统。选用浇注型塑性黏结含铝炸药PBXN-109为研究对象,设定多种激光功率、光斑直径,开展激光辐照带壳炸药热点火实验,结果表明:随激光功率增大,点火延滞时间近似指数减小,临界温度近似线性增长。通过理论分析,将热点火过程分成激光辐照作用下金属-炸药结构热传导过程和炸药在热作用下的快
为更深入地了解熔铸炸药在慢速烤燃过程的反应现象,通过可视化烤燃装置开展了DNAN的慢速烤燃试验。试验观察到DNAN的烤燃过程主要经历四个阶段,分别为:固液相交阶段、慢速分解阶段、快速分解阶段、喷发及点火阶段。此外还测试了DNAN在270℃下的点火延滞期,并分析了空气对流对点火延滞期的影响。
本文选用一种HMX为基的热固炸药为研究对象,避免脆性断裂的影响,对炸药剪切局域化形成及其温升效应开展了试验与数值模拟研究。试验中,采用了高速红外热像仪,成功观测到炸药剪切局域化的温升图像。本文还采用离散元方法,对炸药剪切局域化形成过程进行了二维细观模拟研究。计算结果表明,炸药剪切局域化的形成是内部区域一系列微结构演化发展的结果,颗粒的分布会导致破坏面形貌和局部温升区域呈现随机特征。
简易爆炸装置(Improvised Explosive Devices,IEDs)一般是指利用生活中较易获得的器材制作而成的爆炸装置,包含毁灭性、致命性、毒害性、烟雾性和燃烧性化学物质,用于摧毁、损害、制造混乱或伤害等目的,具有构件易得、制作简单、作案隐蔽等特点,越来越多的出现在极端爆恐案件中,造成巨大的人员伤亡和设施损坏,具有极大的危害性。为有效分析简易爆炸装置在炸药爆炸作用下的破坏特性,采用A
目前国内外常用的抗爆容器中均有开口型容器,包括国外常见的抗爆垃圾桶和国内的公安行业标准(GA871-2010)定义的防爆罐。开口型抗爆容器能够有效防止破片等飞溅物对水平方向上的人员和设备造成伤害或损伤,但其通常需要规定最小安全区域,因为对冲击波的阻碍效果有较大的局限性。本文通过开展空爆、开口容器、闭口容器的生物效应试验,对比了冲击波在不同情况下对生物的损伤效应。该研究结果对抗爆容器的设计与应用具有