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无限长圆筒局部受压的三维解析解及数值验证
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作者 李云欣 袁洪魏 +4 位作者 唐维 董天宝 颜熹琳 赵龙 文乾乾 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期552-558,共7页
基于圆筒轴对称问题的简化及修正贝塞尔函数的良好性质,构造了含待定函数的位移调和函数。应用所构造的位移调和函数,推导出无限长圆筒在圆筒内壁受局部均布压力下含待定函数的应力表达式,将含待定函数的应力表达式代入对应的边界条件,... 基于圆筒轴对称问题的简化及修正贝塞尔函数的良好性质,构造了含待定函数的位移调和函数。应用所构造的位移调和函数,推导出无限长圆筒在圆筒内壁受局部均布压力下含待定函数的应力表达式,将含待定函数的应力表达式代入对应的边界条件,再采用傅里叶逆变换,求解得到位移调和函数中的待定函数,最终得到满足边界条件的三维应力解析解。采用ANSYS有限元软件,建立了参数化的轴对称应力分析仿真模型,模拟仿真了典型情况应力分布特征。通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了几何尺寸的变化对三轴应力状态的影响规律,并将理论计算与数值模拟相比较,得到了良好的结果,说明本研究建立的三维解析解及有限元模拟基本准确可靠。 展开更多
关键词 局部受压 无限长圆筒 位移调和函数 三维解析解 有限元模拟
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基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型
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作者 李云欣 朱晓燕 +2 位作者 袁洪魏 文乾乾 唐维 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期632-639,I0003,共9页
针对PBX的细观力学模型存在模型结构与真实PBX细观形貌不符、破坏行为描述不全面(仅考虑界面脱粘)、研究对象单一(大多针对PBX-9501)等问题,建立了基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型。首先,基于光学显微镜下的细观结构图... 针对PBX的细观力学模型存在模型结构与真实PBX细观形貌不符、破坏行为描述不全面(仅考虑界面脱粘)、研究对象单一(大多针对PBX-9501)等问题,建立了基于Voronoi建模和Cohesive单元的PBX细观力学模型。首先,基于光学显微镜下的细观结构图,采用Voronoi方法构建了更贴近实际形貌的PBX炸药细观模型;然后,采用内聚力有限元方法在炸药晶体内部、黏结剂内部及炸药颗粒/黏结剂界面处都引入了Cohesive单元,以在二维尺度上实现任意路径破坏行为的模拟;最后,针对某HMX基-F2311黏结剂炸药和某HMX基-F2313黏结剂炸药标定了模型参数,模拟了这两种炸药的准静态拉伸行为。结果表明,两种炸药数值模拟的拉伸变形曲线、破坏应力、破坏应变都与试验数据吻合良好,表明该模型不仅适用于不同PBX炸药材料(线弹性PBX、非线性PBX)的变形行为描述,还可以分析PBX炸药在拉伸破坏过程中的细观机理,刻画不同PBX炸药的裂纹萌生、扩展和贯穿的过程。 展开更多
关键词 物理化学 高聚物黏结炸药 PBX 细观力学 拉伸强度 Voronoi建模 代表体积单元(RVE) Cohesive单元
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准静态加载下HMX基PBX断裂行为的温度效应 被引量:2
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作者 董天宝 袁洪魏 +3 位作者 文乾乾 庞海燕 赵龙 李云欣 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期440-447,共8页
为了研究温度对准静态加载下奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)断裂行为的影响规律,利用半圆盘弯曲(Semi-circular Bending,SCB)准静态断裂试验,采用数字图像相关法(Digital Image Correlation Method,DICM)和基于裂纹扩展计(Crack Pr... 为了研究温度对准静态加载下奥克托今(HMX)基高聚物黏结炸药(PBX)断裂行为的影响规律,利用半圆盘弯曲(Semi-circular Bending,SCB)准静态断裂试验,采用数字图像相关法(Digital Image Correlation Method,DICM)和基于裂纹扩展计(Crack Propagation Gauge,CPG)的裂纹扩展速率测试系统,研究了25,35,45,55,60℃和65℃下HMX基PBX的断裂特征、断裂阻力、损伤容限和裂纹失稳扩展速率。结果表明,随着温度升高,HMX基PBX断裂特征从脆性断裂逐渐转变为韧性断裂,表征裂纹起裂阻力的断裂韧度显著降低,损伤容限有一定的增强。半圆盘准静态弯曲脆性断裂条件下,裂纹失稳扩展速率在扩展路径上呈现出慢-快-慢的规律,最高速率约370 m·s^(-1),温度升高导致裂纹失稳扩展速率有一定程度的降低。 展开更多
关键词 高聚物黏结炸药(PBX) 断裂行为 温度效应 损伤容限 数字图像相关法
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氟聚物黏结剂对TATB基PBX造型粉可压性的影响 被引量:7
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作者 刘鹏华 李云欣 +4 位作者 张浩斌 王保民 袁洪魏 黄忠 孙杰 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期396-403,共8页
为了探究氟聚物黏结剂对高聚物黏结炸药(PBX)造型粉可压性的影响,对3种不同黏结剂(F2311、F2313、F2314)的TATB基PBX造型粉进行压制成型试验,获得了PBX造型粉的压缩位移曲线;采用排水法和小角X射线散射技术(SAXS),得到了PBX成型样品的... 为了探究氟聚物黏结剂对高聚物黏结炸药(PBX)造型粉可压性的影响,对3种不同黏结剂(F2311、F2313、F2314)的TATB基PBX造型粉进行压制成型试验,获得了PBX造型粉的压缩位移曲线;采用排水法和小角X射线散射技术(SAXS),得到了PBX成型样品的密度和孔隙率随温度的变化规律。结果表明,3种造型粉在载荷最大时的压缩位移与松装密度有关,松装密度越大,造型粉的压缩位移越小;PBX成型样品的密度和孔隙率均会在某个压制温度发生突变,TATB/F2311、TATB/F2313和TATB/F2314密度突变的温度分别为60、80和100℃;3种PBX成型样品的孔隙在3~5nm和30~50nm两个区域呈双峰分布,当压制温度高于突变温度时,40~50nm的孔隙明显降低。此外,建立了修正比能量可压性评价方法,对3种造型粉进行了可压性评价,获得的可压性系数与相对密度相关系数较好(0.9以上),验证了该方法的合理性和有效性。相同压制条件下,以F2311为黏结剂的TATB基PBX造型粉的可压性系数最大,可压性最好。 展开更多
关键词 物理化学 高聚物黏结炸药 PBX 氟聚物黏结剂 TATB 造型粉可压性
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基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试可行性研究 被引量:2
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作者 颜学坚 孙杰 +3 位作者 常双君 袁洪魏 李云欣 唐维 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期60-65,共6页
为了满足高聚物黏结炸药(PBX)内部拉伸应力测试的需要,利用液压致裂法和孔边应力状态修正实验,建立了基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试方法。为验证测试方法的有效性,采用材料万能试验机模拟构件内部拉伸应力,结合自主搭建的PB... 为了满足高聚物黏结炸药(PBX)内部拉伸应力测试的需要,利用液压致裂法和孔边应力状态修正实验,建立了基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力测试方法。为验证测试方法的有效性,采用材料万能试验机模拟构件内部拉伸应力,结合自主搭建的PBX液压致裂测试平台,开展了不同拉伸应力下的液压致裂应力测试实验。结果表明,直接利用液压致裂法能定性描述PBX炸药的内部拉伸应力,测试结果与预加拉伸应力有较好的相关性(相关系数为98.90%),但不能定量描述;通过对带孔试样进行单轴拉伸实验,获得孔边有效应力集中系数,对液压致裂法的孔边应力状态进行修正,修正后的应力值与预加应力吻合较好,平均相对误差10.67%。建立的测试方法不受测试深度限制,理论上可以测出拉伸应力的大小和方向,是一种基于液压致裂法的PBX炸药内部拉伸应力定量测试方法。 展开更多
关键词 固体力学 高聚物黏结炸药(PBX) 液压致裂法 拉伸应力 应力集中系数
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