球形爆炸容器的应变增长现象及机理研究
发布时间：2021-12-30 20:31
应变增长现象是爆炸容器响应中普遍存在的现象,威胁容器安全。应变增长现象包括周期性爆炸载荷与壳体振动”共振”引起的应变增长现象,以及振动叠加形成的应变增长现象。目前,应变增长现象的机理和规律尚未研究透彻,且很少涉及壳体塑性变形的情况。重点针对这些存在的问题,本文基于实验、数值模拟、理论分析,研究单层钢制球形爆炸容器的应变增长现象和机理,为爆炸容器设计和安全评估提供理论支撑。开展了球形容器爆炸加载实验,获得了比距离0.360.87m/kg1/3、当量密度0.364.94kgTNT/m3范围内的载荷特征,以及球壳弹性变形和塑性变形下的应变增长现象和规律。结果表明,周期性爆炸载荷波形存在3个较明显的脉冲,每个脉冲包括冲击部分和准稳定压力部分,脉冲之后容器内压力进入准静态。在球壳弹性变形下,应变增长现象主要由振动叠加引起,开口正对位置是球壳上应变增长现象最严重的部位,球壳在应变增长现象中出现了从弹性变形进入塑性变形的情况。在球壳塑性变形下,应变增长现象主要由“共振”引起,最大应变值大多出现在第2个应变峰上,应...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
爆炸容器照片
图 1.2 典型的应变增长现象在现有的容器设计和应用中，壳体在第一个周期内的变形是主要考虑对象，因为其被认为是整个响应过程的最大变形，通常以该值小于准用变形作为容器安全的标准[1,28~35,84~87]。然而，在应变增长现象中，某些原因导致壳体的最大变形出现在第一周期之后的周期中，此时传统的容器安全标准可能带来隐患。因此，有必要研究应变增长现象的相关机理和规律[89]，并在未来的容器设计和应用中加以考虑。应变增长现象包括周期性载荷与壳体振动“共振”引起的应变增长现象以及振动叠加形成的应变增长现象。在自被发现以来的四十年里，关于应变增长现象的研究取得了很多成果，但也存在一些未能解决或者未能很好解决的问题，主要体现在两个方面。第一，应变增长现象的相关机理和规律仍未研究透彻。对于“共振”引起的应变增长现象，缺乏对容器内部周期性载荷的真实认识制约了相关研究；对于振动叠加形成的应变增长现象，缺乏从各振动引起的变形的角度进行的解剖式分析。第二，涉及容器塑性变形的应变增长现象的研究几乎没有。爆炸容器按照使用次数，可分为重复使用容器和一次性使用容器，前者被严格限制在弹性变形范围内，后者允许发生规定
现状器内的爆炸载荷载荷按照载荷是否被约束可以分为两个大类：无约束爆炸载荷和约束自由场载荷，后者包括部分约束爆炸载荷、完全约束爆炸载荷等[37]是指爆炸被结构全部包容，爆炸产物无泄漏的情况。爆炸容器内部载束爆炸载荷。冲击波在结构内来回反射，约束爆炸载荷一般具有一定的周期性特征。模拟给出了球形容器内的载荷波形（如图 1.3 所示）[38]，该波形由周组成，包括一个较强的首脉冲以及多个较弱的后续脉冲。
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形和等长径圆柱装药在爆炸近区内载荷差异的实验研究[J]. 刘文祥,张德志,钟方平,李焰. 爆炸与冲击. 2013(03)
[2]多功能球形爆炸容器研究[J]. 胡立双,胡双启,武巍. 中国安全生产科学技术. 2011(11)
[3]一种用于内部冲击波载荷测试的爆炸容器设计[J]. 王定贤,王万鹏,胡昊,黎小毛. 四川兵工学报. 2011(08)
[4]动力系数法在爆炸容器设计中的应用[J]. 王定贤,胡昊,王万鹏,白国云. 四川兵工学报. 2011(04)
[5]80gTNT当量爆炸容器的研制[J]. 苏红梅,胡八一,王晓燕. 机械工程师. 2011(02)
[6]球形装药近距离爆炸正反射冲击波实验研究[J]. 张德志,李焰,王等旺,王长利,钟方平,林俊德. 兵工学报. 2009(12)
[7]一种球形爆炸容器的设计[J]. 吴小娟,朱建军. 科技创新导报. 2008(36)
[8]回收战斗部破片的新型爆炸容器及应用[J]. 宋桂飞,李成国,夏福君,文颀. 爆炸与冲击. 2008(04)
[9]封闭空间的化爆荷载与沙墙消波[J]. 林俊德. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(06)
[10]100g（TNT）当量真空密封爆炸容器的设计[J]. 龙建华,胡八一. 机械. 2006(02)
博士论文
[1]离散多层爆炸容器内爆载荷和抗爆特性研究[D]. 邓贵德.浙江大学 2008
硕士论文
[1]圆柱形爆炸容器壳体动力响应的研究[D]. 马圆圆.浙江大学 2008
本文编号：3558919
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
爆炸容器照片
图 1.2 典型的应变增长现象在现有的容器设计和应用中，壳体在第一个周期内的变形是主要考虑对象，因为其被认为是整个响应过程的最大变形，通常以该值小于准用变形作为容器安全的标准[1,28~35,84~87]。然而，在应变增长现象中，某些原因导致壳体的最大变形出现在第一周期之后的周期中，此时传统的容器安全标准可能带来隐患。因此，有必要研究应变增长现象的相关机理和规律[89]，并在未来的容器设计和应用中加以考虑。应变增长现象包括周期性载荷与壳体振动“共振”引起的应变增长现象以及振动叠加形成的应变增长现象。在自被发现以来的四十年里，关于应变增长现象的研究取得了很多成果，但也存在一些未能解决或者未能很好解决的问题，主要体现在两个方面。第一，应变增长现象的相关机理和规律仍未研究透彻。对于“共振”引起的应变增长现象，缺乏对容器内部周期性载荷的真实认识制约了相关研究；对于振动叠加形成的应变增长现象，缺乏从各振动引起的变形的角度进行的解剖式分析。第二，涉及容器塑性变形的应变增长现象的研究几乎没有。爆炸容器按照使用次数，可分为重复使用容器和一次性使用容器，前者被严格限制在弹性变形范围内，后者允许发生规定
现状器内的爆炸载荷载荷按照载荷是否被约束可以分为两个大类：无约束爆炸载荷和约束自由场载荷，后者包括部分约束爆炸载荷、完全约束爆炸载荷等[37]是指爆炸被结构全部包容，爆炸产物无泄漏的情况。爆炸容器内部载束爆炸载荷。冲击波在结构内来回反射，约束爆炸载荷一般具有一定的周期性特征。模拟给出了球形容器内的载荷波形（如图 1.3 所示）[38]，该波形由周组成，包括一个较强的首脉冲以及多个较弱的后续脉冲。
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形和等长径圆柱装药在爆炸近区内载荷差异的实验研究[J]. 刘文祥,张德志,钟方平,李焰. 爆炸与冲击. 2013(03)
[2]多功能球形爆炸容器研究[J]. 胡立双,胡双启,武巍. 中国安全生产科学技术. 2011(11)
[3]一种用于内部冲击波载荷测试的爆炸容器设计[J]. 王定贤,王万鹏,胡昊,黎小毛. 四川兵工学报. 2011(08)
[4]动力系数法在爆炸容器设计中的应用[J]. 王定贤,胡昊,王万鹏,白国云. 四川兵工学报. 2011(04)
[5]80gTNT当量爆炸容器的研制[J]. 苏红梅,胡八一,王晓燕. 机械工程师. 2011(02)
[6]球形装药近距离爆炸正反射冲击波实验研究[J]. 张德志,李焰,王等旺,王长利,钟方平,林俊德. 兵工学报. 2009(12)
[7]一种球形爆炸容器的设计[J]. 吴小娟,朱建军. 科技创新导报. 2008(36)
[8]回收战斗部破片的新型爆炸容器及应用[J]. 宋桂飞,李成国,夏福君,文颀. 爆炸与冲击. 2008(04)
[9]封闭空间的化爆荷载与沙墙消波[J]. 林俊德. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(06)
[10]100g（TNT）当量真空密封爆炸容器的设计[J]. 龙建华,胡八一. 机械. 2006(02)
博士论文
[1]离散多层爆炸容器内爆载荷和抗爆特性研究[D]. 邓贵德.浙江大学 2008
硕士论文
[1]圆柱形爆炸容器壳体动力响应的研究[D]. 马圆圆.浙江大学 2008
本文编号：3558919
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