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内爆炸相似理论与尺寸效应研究

作　者: 张刘成
导　师: 李向东
学　校: 南京理工大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 密闭结构内爆炸量纲分析缩比数值模拟尺寸效应
分类号: X932
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了研究密闭建筑结构发生内部爆炸时的毁伤情况,揭示内爆炸高效毁伤机理,需要对密闭建筑结构进行内爆炸试验研究。但进行原尺寸模型试验时往往成本太高或难以实现,需要建立小尺寸模拟试验。模拟试验中模型的建立以及试验结果如何处理就显得至关重要。内爆炸相似理论与尺寸效应研究就是为了解决这一问题。文中首先对内爆炸过程进行了简要的分析,根据相似理论相关知识,对密闭结构发生内爆炸时的爆炸毁伤参数进行了量纲分析,然后对密闭结构内爆炸过程进行了数值模拟,研究了密闭结构内爆炸时结构壁面处的爆炸毁伤参数分布规律,最后对密闭结构内爆炸过程进行了缩比计算,研究了在缩比过程中最容易产生结构毁伤位置的压力变化规律。量纲分析结果表明炸药在长方体全密闭结构中爆炸时,如果炸药类型和结构的形状不改变,爆炸毁伤参数将符合几何相似规律。数值模拟结果表明,在研究的范围内(缩比系数不小于0.1),结构壁面处冲击波压力峰值不变,冲击波冲量和炸药量的三次方根的比值为一常数。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题背景  7
  1.2 内爆炸问题的研究现状及发展  7-10
    1.2.1 内爆炸问题国外研究现状  8
    1.2.2 内爆炸问题国内研究现状  8-10
  1.3 本论文主要的研究内容及方法  10-11
2 密闭结构内爆炸相似理论  11-24
  2.1 相似理论基础  11-13
  2.2 结构内爆炸过程分析  13-19
    2.2.1 结构内爆炸冲击波的形成和传播  13-15
    2.2.2 结构内爆炸冲击波在结构壁面上的反射  15-19
  2.3 典型密闭结构内爆炸相似理论  19-23
    2.3.1 典型密闭结构内爆炸毁伤参数的影响因素分析  19-20
    2.3.2 典型密闭结构内爆炸量纲分析  20-23
  2.4 本章小结  23-24
3 密闭结构内爆炸冲击波压力分布研究  24-39
  3.1 炸药在密闭结构中心位置爆炸冲击波的压力分布研究  24-33
    3.1.1 炸药在密闭结构中心位置爆炸的有限元模型  24-25
    3.1.2 密闭结构底面的压力分布  25-29
    3.1.3 密闭结构侧面的压力分布  29-33
  3.2 炸药在密闭结构不同位置爆炸冲击波的压力分布研究  33-38
    3.2.1 密闭结构内典型炸药位置的选取  33-34
    3.2.2 炸药在密闭结构内典型位置爆炸的压力分布  34-38
  3.3 本章小结  38-39
4 密闭结构内爆炸尺寸效应研究  39-57
  4.1 炸药在密闭结构中心位置爆炸的尺寸效应研究  39-42
    4.1.1 测量点的选取  39
    4.1.2 炸药在密闭结构中心位置爆炸的缩比计算  39-42
  4.2 炸药在密闭结构不同位置爆炸的尺寸效应研究  42-51
    4.2.1 测量点的选取  42
    4.2.2 炸药在密闭结构不同位置爆炸的缩比计算  42-51
  4.3 炸药量对密闭结构内爆炸尺寸效应的影响  51-55
    4.3.1 测量点的选取  52
    4.3.2 2kgTNT炸药在密闭结构中心位置爆炸的缩比计算  52-55
  4.4 本章小结  55-57
5 结论及展望  57-59
  5.1 本论文的结论  57
  5.2 对该课题的展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62

内爆炸相似理论与尺寸效应研究

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