内爆炸相似理论与尺寸效应研究

发布时间：2024-03-31 05:54

　　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。

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图22.1冲击波阵面后压力分布示意图

图22.1冲击波阵面后压力分布示意图图2.2.2爆炸冲击波在空气中的传播1一冲击波阵面;2一正压区;3一负压区此外，值得注意的是炸药形状对爆炸冲击波的影响。球形和柱形炸药爆炸时，在近距离处得到向外扩展的球形和柱形冲击波作用场。大量试验表明，当炸药各个方向的尺寸相差不大时，在离爆炸....

图2.2.2爆炸冲击波在空气中的传播1一冲击波阵面

炸冲击波阵面，其压力最大，又称峰值压力。波阵面后压缩区压力衰减很快，在压缩空气层的后面有一负压区，其压力低于未经扰动空气的压力p。。爆炸冲击波脱离爆炸产物并独立在空气中运动的情况如图2.2.2所示。由于冲击波阵面是以超音速的速度向前运动的，而正压区的尾部是以与压力po相对应的空气....

图2.2.5冲击波在刚性壁面上的斜反射(动坐标)

图2.2.5冲击波在刚性壁面上的斜反射(动坐标)气体通过冲击波阵面后，其速度的大小和方向都要改变。由于平行于冲击波阵面的切向分量不变，而法向分量变小，所以气流方向朝壁面偏转。由图2.2.5可知叮。cos甲1=叮1cos(甲l一0)在入射波阵面的两侧，由动量和质量守恒定律可得p。....

图3.1.1炸药在密闭结构中心位置爆炸的模型

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3.1.1炸药在密闭结构中心位置爆炸的有限元模型炸药在密闭结构中心位置爆炸的模型如图3.1.1所示。采用单位TNT炸药，炸药形状为正方体，半径4.23em。密闭结构为一长600Cmx宽6O0cmx高35Oc:的长方体建筑结构，壁....

本文编号：3943549