优先发表

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高压科学应用
起爆方式对复合战斗部毁伤输出的影响
周唯潇, 王雅君, 于佳鑫, 朱新元, 李伟兵
, doi: 10.11858/gywlxb.20200593
摘要:
为了进一步提高复合战斗部的毁伤输出效率,基于一种可形成聚能侵彻体、预制破片和自然破片3种毁伤元的破甲杀伤复合战斗部结构,应用LS-DYNA数值仿真软件,研究了起爆点位置、起爆直径和起爆点数量对复合战斗部各毁伤元成型和能量输出的影响,讨论了实现战斗部毁伤威力可调的技术路径。结果表明:起爆点距药型罩越远、数量越多、起爆直径越大,由药型罩形成的聚能侵彻体的头部速度越高,头尾速度差和长径比越大,速度增益最高可达50%,可以实现爆炸成型弹丸(EFP)到聚能杆式侵彻体(JPC)转换;在装药内部轴线阵列多点起爆时,聚能侵彻体的成型基本仅与离药型罩最近的起爆点有关。对于预制破片,装药高度60 mm(P2)处起爆速度最快,增加起爆点数量和增大起爆直径可以有效提高预制破片的最高速度,但整体上最低速度仍在600 m/s上下波动,变化并不显著。对于壳体形成的自然破片,以平均速度来表征时,整体变化并不明显,速度增益不足10%,但合理的起爆方式可使壳体断裂形成的自然破片更均匀,有利于调整破片质量分布。通过控制起爆方式可在一定程度上实现复合战斗部毁伤威力可调,但对于破片速度的调控仍需进一步研究。
贴片晶振在冲击环境下的损伤边界
罗凯文, LI Q. M.
, doi: 10.11858/gywlxb.20200572
摘要:
贴片式石英晶体振荡器广泛应用于各类电子和通信设备系统中。针对晶振在冲击环境中容易出现结构破坏而导致系统工作异常的问题,通过分析单自由度系统在不同频率冲击载荷作用下的响应特点,建立了结构的应力响应水平与相关冲击响应谱谱值之间的联系,获得了较已有结论更合理的损伤边界形式。根据典型晶振结构易损组件的力学特性建立对应的简化分析模型,得到了贴片晶振在大频率范围内的结构损伤边界。利用有限元仿真软件,对晶振结构在0.5~30 kHz频率范围内冲击载荷下的响应进行仿真分析,验证了该损伤边界的有效性。这也为以贴片晶振为代表的微小元器件在冲击环境下的可靠性研究提供了一种可行的方法。
高压下物质的动态响应
内爆荷载作用下PC箱梁桥的动态响应过程
杨赞, 韩国振, 严波, 刘飞
, doi: 10.11858/gywlxb.20200585
摘要:
采用三阶段连续耦合有限元方法,对预应力钢筋砼(Prestressed reinforced concrete,PC)箱梁桥在内爆荷载作用下的动态响应过程进行了数值模拟,综合考虑了结构自重和预应力的影响,得到了PC箱梁桥局部和整体的破坏模式,并分析了破坏机理。结果表明:三阶段连续耦合有限元方法再现了PC箱梁桥局部破坏导致整体垮塌的物理过程;初始应力阶段,PC箱梁桥应力施加符合工程实际;局部响应阶段,腹板与顶板连接部位产生裂缝,顶板与底板在中央位置形成破口;整体响应阶段,在重力和预应力的作用下,箱梁桥先向上起拱,后向下垮塌,最终发生弯曲破坏。
强冲击载荷下边界对固支方板的毁伤破坏试验
朱文睿, 伍星星, 刘建湖, 汪俊, 赵延杰, 李天然
, doi: 10.11858/gywlxb.20200565
摘要:
冲击载荷作用下边界条件对方板的毁伤破坏具有很大影响。利用落锤试验机开展了不同边界支撑下固支方板的冲击试验,为获取固支方板边界撕裂的典型破坏模式,专门设计加工了与固支方板尺寸相当的冲击锤头和可改变倒角的方板支撑框架。研究结果表明:(1)冲击载荷作用下,固支方板呈现出塑性大变形、单边撕裂、双边撕裂等典型破坏模式,倒角越小,方板越容易撕裂;(2)边界支撑对固支方板中心位移、整体变形轮廓影响较小,但对方板的撕裂长度、临界撕裂阈值存在较大影响;(3)不同边界支撑主要改变方板边界处的剪切应变,边界支撑倒角越小,剪切效果越明显,方板边界临界撕裂应变位于[0.191,0.241]区间。
不同应变率下两种岩石的压缩破碎特征试验研究
卢振宇, 李文彬, 姚文进, 彭航
, doi: 10.11858/gywlxb.20200605
摘要:
为了研究不同岩石在不同应变率下压缩时裂纹的产生规律及破坏模式,将石灰岩和红砂岩制成试件,研究其在不同应变率和受力模式下裂纹的形成模式。开展了两种岩石的准静态压缩和动态压缩试验,采用高速摄影机记录了裂纹的产生和破坏模式。对两种岩石试件的裂纹形态进行对比,基于岩石的物理性质、受力状态、能量演化分析,得到了在不同应变率下压缩时产生差异性的原因。结果表明:准静态压缩下岩石试件受压的破坏模式也会因应变率的不同而存在差异,并且破坏模式的差异对岩石试件的抗压强度将产生显著的影响;从能量演化的角度分析,入射能量的大小将会决定岩石试样动态抗压强度曲线是否出现起伏;动态压缩时,裂纹的周向扩展速度与岩石抗压强度呈正相关。
高压物性与结构
大长径比熔铸装药热芯棒凝固工艺优化仿真
岳晓媛, 张会锁, 韩雪莲, 刘红利, 王彦杰, 刘恒著, 刘鹏飞, 曹红松
, doi: 10.11858/gywlxb.20200592
摘要:
为提高大长径比战斗部的熔铸装药质量,采用有限元仿真方法建立了三维装药模型,对熔铸装药过程进行数值模拟。通过分析传统铸装和热芯棒工艺铸装的仿真结果,结合缩孔形成原因和传统热芯棒工艺对装药质量的改善机理,设计出一种多层次优化温度控制的热芯棒,并对改良热芯棒工艺铸装过程进行数值模拟,预测热芯棒改良工艺对装药质量的影响。结果表明:传统热芯棒铸装工艺无法改变药柱径向凝固顺序,在药室宽大处仍然会出现缩孔缩松的疵病,而改良热芯棒工艺通过改善药柱凝固顺序,可以预防缩孔缩松出现,达到了预期要求。
高压下α-石英和柯石英的相变行为
吴也, 陈星, 黄海军
, doi: 10.11858/gywlxb.20200587
摘要:
利用金刚石压腔和同步辐射X射线衍射技术,对α-石英和柯石英在常温高压下的相变行为进行了研究。实验结果表明:α-石英在约23 GPa开始发生结构相变,在约44 GPa相变完成,直至59 GPa仍能观察到结晶态;柯石英在约22 GPa转变为柯石英-Ⅱ相,高于36 GPa时,继续发生结构转变,直至59 GPa仍有结晶态;氖气和氩气所提供的不同静水压条件对α-石英和柯石英的高压相变行为影响不大。实验结果为进一步厘清二氧化硅物相的压致相变行为和相变机制提供了实验支撑。
高压技术
钢丝缠绕剖分式超高压模具等张力预紧分析
刘志卫, 吴承伟, 童明俊, 朱守应
, doi: 10.11858/gywlxb.20200591
摘要:
针对超高压装置大型化受限于大质量硬质合金加工困难等问题,设计了一种新型的钢丝缠绕剖分式两面顶超高压模具。该模具主要由内部的剖分式压缸和外部的预应力钢丝组成。对采用等张力钢丝缠绕模具进行了力学模型分析,并通过有限元软件对剖分式压缸和钢丝缠绕层进行研究。结果表明:加载后压缸腔体的最大等效应力出现在压缸腔体内壁;压缸腔体尺寸稳定性与钢丝缠绕层数及钢丝直径成正比;在缠绕层内部,钢丝轴向应力与钢丝直径成反比,与缠绕层数成正比。
具有碳纤维材料环的超高压模具
李胜华, 李金良, 王旭之
, doi: 10.11858/gywlxb.20200580
摘要:
介绍了一种使用钢环和碳纤维复合材料环共同预紧方式的两面顶超高压模具,该结构在全钢环两面顶模具的基础上,使用一层碳纤维复合材料环代替最外层钢环,得到了一种具有碳纤维复合材料环的超高压模具。这种设计避免了大直径钢环难以制造加工的问题,形成一种以钢环与复合材料环共同对压缸预紧的新型预紧方式。数值分析表明:该模具结构设计具有可行性,可以在一定程度上减小压缸的周向应力、最大剪切应力和等效应力。此外,对碳纤维复合材料环进行了失效判别。