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题名强动载下加载压力与间隙尺寸对间隙射流形成的影响
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作者
康怀浦
邓秋阳
任国武
孙占峰
陈永涛
汤铁钢
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机构
中国工程物理研究院流体物理研究所
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第8期92-103,共12页
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基金
国家自然科学基金(12372369,11872346,11932018)
中国工程物理研究院院长基金(YZJJZL2024002)。
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文摘
加工与装配的公差导致间隙在工程结构中广泛存在,强动载下可能产生威胁结构可靠性与安全性的间隙射流。为了深入了解间隙射流的形成过程和形成机制,基于二级轻气炮对带有间隙的金属钨样品开展了超高速冲击加载实验,通过高速分幅照相系统记录了间隙射流的形成及演化过程。采用ANSYS Autodyn软件建立了预测间隙射流形成的数值模型,并基于代表性实验获取的射流形态及头部速度历史验证了该数值模型的适用性。通过调整数值模型中的飞片速度、间隙宽度和间隙半角,分别研究了这三者对间隙射流形成的影响,分析了定常射流模型的局限性。在此基础上,结合数值模拟结果,提出了预测间隙射流头部速度和质量的经验模型。研究表明,基于欧拉方法建立的数值模型能够较准确地预测强动载下间隙射流的形成。加载压力是控制射流头部速度和质量的主要因素,随着加载压力的提高,射流头部速度和质量也相应增大。间隙宽度和间隙半角对射流头部速度的影响较小,但间隙射流质量随间隙宽度和间隙半角的增大呈线性增大。由于间隙闭合速度的估算存在较大误差,定常射流模型未能准确预测间隙射流的形成,而所提出的经验模型与数值模拟结果具有较高的吻合度。
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关键词
超高速碰撞
高速射流
加载压力
间隙宽度
间隙半角
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Keywords
hypervelocity collision
high-speed jet
loading pressure
gap width
gap half-angle
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分类号
O383
[理学—流体力学]
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