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活性射流侵彻-内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应
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作者 周鑫 冯彬 +2 位作者 陈力 王瑞琪 李裕春 《含能材料》 北大核心 2025年第7期689-702,共14页
为了研究活性射流侵彻⁃内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应,开展了两组活性射流侵爆试验,获得了混凝土中的应力波数据和典型的混凝土靶破坏模式。利用LS⁃DYNA软件,结合重启动算法对活性射流侵彻⁃内爆过程进行分阶段模拟,并分析了活... 为了研究活性射流侵彻⁃内爆作用下半无限混凝土靶中应力波效应,开展了两组活性射流侵爆试验,获得了混凝土中的应力波数据和典型的混凝土靶破坏模式。利用LS⁃DYNA软件,结合重启动算法对活性射流侵彻⁃内爆过程进行分阶段模拟,并分析了活性射流侵爆联合作用下混凝土中应力波传播特性。研究结果表明:数值模拟的应力波及靶体破坏特征与试验结果吻合较好,活性射流侵彻阶段,混凝土主要先后受到动态应力波区和静高压区的加载作用发生破坏,其中后者加载速度更快,但作用时间更短。活性射流侵彻造成的混凝土损伤加快了能量耗散,降低了爆炸阶段的峰值应力,但加速了应力波传播,与未损伤靶体相比,射流侵彻后的靶体中爆炸峰值应力最大降低了47%,应力波传播速度增长率最高可达7%。然而,当测点深度超度335 mm时,射流侵彻对爆炸阶段的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 活性射流 半无限混凝土靶 应力波效应 侵彻爆炸
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基于广义波阻抗理论的SHPB试验中弹性压缩阶段试件应力-应变曲线的应力波效应及其影响机理
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作者 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期98-111,共14页
定量研究分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验中弹性压缩阶段试件中的应力波效应是解耦准确材料弹性曲线的基础。在满足平面波假设的基础上,基于广义波阻抗理论,对杆与试件面积不匹配时试件弹性压缩阶段应力波... 定量研究分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验中弹性压缩阶段试件中的应力波效应是解耦准确材料弹性曲线的基础。在满足平面波假设的基础上,基于广义波阻抗理论,对杆与试件面积不匹配时试件弹性压缩阶段应力波演化造成的结构效应开展了定量理论研究,分析了不同情况下弹性阶段内试件唯象工程及实际材料应力-应变曲线的偏差特征与主要因素,并揭示了影响这种偏差的影响规律及其机理。研究表明:对于线性入射加载波,当无量纲时间为0.5的倍数时,即使其他参数改变,试件唯象与材料实际的应力-应变曲线仍对应相等;试件两端的应力差较大时,若应力差的变化趋于稳定,则试件唯象与材料实际的应力-应变曲线差异较小。计算了不同波动区间内试件的最大应力偏离值及其变化趋势和对应的无量纲时间,研究了入射波是双线性组合波时试件的应力-应变曲线。研究表明:双线性波入射时,2个线性区间可以独立分析,无论如何组合线性区间或应力差如何变化,只要试件两端应力差为近似恒定曲线,对应的试件唯象工程应力-应变曲线都是相对准确的。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆 应力波效应 应力均匀性假设 动态应力-应变曲线
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水射流破碎油页岩应力波效应的数值模拟 被引量:3
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作者 王维 陈晨 +3 位作者 王馨靓 赵贵杰 纪晓宇 钱方 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S3期343-348,共6页
应用ANSYS/LS-DYNA软件,采用SPH-FEM方法对水射流破碎油页岩的三维非线性冲击动力学问题进行了模拟研究。以射流速度200 m/s为例,得到了水射流破碎油页岩过程中能量转化关系曲线以及应力波在油页岩表面和内部的传播和衰减规律:射流中心... 应用ANSYS/LS-DYNA软件,采用SPH-FEM方法对水射流破碎油页岩的三维非线性冲击动力学问题进行了模拟研究。以射流速度200 m/s为例,得到了水射流破碎油页岩过程中能量转化关系曲线以及应力波在油页岩表面和内部的传播和衰减规律:射流中心点的应力值总是当射流与油页岩开始接触时达到最大;接触初期油页岩表面及内部应力值波动比较剧烈,但是整体在呈下降趋势;射流速度越大,应力峰值就越大,同时衰减得越厉害;一个应力波周期内,油页岩内部沿射流中心线方向上各点的应力峰值总是大于油页岩表面上等距离各点的应力峰值。针对不同的射流速度,在油页岩表面及油页岩内部沿射流中心线方向共选取5个点,通过模拟获得了这5个点的等效应力值随时间变化的曲线。模拟结果表明:水射流速度越大,对油页岩的冲击作用就越明显,越有利于在射流中心区域形成破碎坑,模拟结果对于了解油页岩的水射流破岩机理具有重要意义。同时利用该方法可以得到不同水射流速度时其油页岩破碎能力,可以为油页岩高压水射流原位破碎时的水力参数优选以及钻头喷嘴设计提供一定的参考依据。 展开更多
关键词 SPH-FEM 油页岩 水射流 应力波效应
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基于低速Taylor杆实验的应力波效应对船用低碳钢损伤特性的影响(英文) 被引量:3
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作者 李晓彬 李营 郑元洲 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期1495-1504,共10页
Taylor杆常被用于确定材料动力学行为和损伤特性的常用实验。文章开展了低碳钢的霍普金森压杆实验和缺口拉伸实验,并基于J-C模型和B-W损伤模型确定了船用低碳钢的动力学特性。开展了150-250 m/s速度内的Taylor杆撞击实验的仿真,划分了... Taylor杆常被用于确定材料动力学行为和损伤特性的常用实验。文章开展了低碳钢的霍普金森压杆实验和缺口拉伸实验,并基于J-C模型和B-W损伤模型确定了船用低碳钢的动力学特性。开展了150-250 m/s速度内的Taylor杆撞击实验的仿真,划分了应力波不同效应的4个阶段,确定了大塑形变形、延性损伤和剪切损伤等3种典型损伤模式。该文为确定船用钢在爆炸冲击载荷下的损伤特性提供了参考。 展开更多
关键词 低速冲击 应力波效应 应力三轴度 延性损伤 剪切损伤
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柱壳轴向冲击屈曲实验研究及其应力波效应的分析 被引量:6
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作者 路国运 张善元 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2008年第1期13-16,28,共5页
采用落锤及空气动力枪作为加载装置对铜、铝及钢质圆管进行了轴向冲击实验,得到了丰富的屈曲模态及冲击力时程曲线,并从应力波的角度定性地讨论了材料特性对圆柱壳出现塑性动力屈曲或渐进屈曲的影响,指出了高速撞击不是产生动力塑性屈... 采用落锤及空气动力枪作为加载装置对铜、铝及钢质圆管进行了轴向冲击实验,得到了丰富的屈曲模态及冲击力时程曲线,并从应力波的角度定性地讨论了材料特性对圆柱壳出现塑性动力屈曲或渐进屈曲的影响,指出了高速撞击不是产生动力塑性屈曲的充要条件,对某些韧性材料撞击速度不很高时也能出现动力塑性屈曲。动力塑性屈曲和动力渐进屈曲形成条件应该是:前者仅仅是在一个持续的轴向塑性流动内能够产生,后者是塑性应变局部化的结果。 展开更多
关键词 圆柱壳 冲击屈曲 应力波效应
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应力波效应对爆炸作用下RC桥损伤特性的影响 被引量:1
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作者 李营 李晓彬 +3 位作者 吴卫国 李俊 孔祥韶 朱海清 《爆破》 CSCD 北大核心 2013年第3期15-19,103,共6页
为了研究RC桥梁抗爆性能,分析了应力波传播的基本原理,采用AUTODYN软件建立了有限元计算模型,验证了计算方法的有效性,对空中爆炸作用下方形空心RC桥动态响应进行数值仿真,分析了方形截面RC桥应力波的传递路径和不同位置的损伤特点。得... 为了研究RC桥梁抗爆性能,分析了应力波传播的基本原理,采用AUTODYN软件建立了有限元计算模型,验证了计算方法的有效性,对空中爆炸作用下方形空心RC桥动态响应进行数值仿真,分析了方形截面RC桥应力波的传递路径和不同位置的损伤特点。得到以下结论:爆炸作用下RC桥损伤特性受应力波效应影响明显,且主要为自由面反射引起的拉应力;梁体上缘下表面损伤最为严重,须重点防护;梁体两缘上部形成"耳状"损伤;梁体下缘上表面中部出现明显损伤。 展开更多
关键词 应力波效应 爆炸作用 损伤特性 RC桥
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圆柱壳轴向冲击屈曲数值仿真及其应力波效应分析 被引量:6
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作者 杨卫奇 张善元 +1 位作者 路国运 刘志芳 《科学技术与工程》 2008年第23期6204-6208,6223,共6页
采用LS-DYNA对刚体质量轴向撞击圆柱壳动力屈曲全过程进行了数值模拟,给出了不同时刻的屈曲模态、应变分布和撞击力时程曲线,分析了壳的几何物理参数及撞击加载条件对屈曲行为的影响,同时分析了屈曲过程中的横向惯性效应和应力波效应。
关键词 弹塑性圆柱壳 动力塑性屈曲 动力渐进屈曲 应力波效应
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基于应力波效应的磨料射流破煤能量准则 被引量:1
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作者 陈长江 朱英 +2 位作者 李志平 张慧栋 刘勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3320-3327,共8页
磨料射流是一种操作简单、切割效率高的绿色加工技术。在矿山开采、油气开发等领域,被广泛应用于破碎煤岩。磨料射流破煤是射流能量传递、转化和释放的过程。射流能量以循环、冲击载荷形式直接加载于射流-煤岩接触区域,并以球面应力波... 磨料射流是一种操作简单、切割效率高的绿色加工技术。在矿山开采、油气开发等领域,被广泛应用于破碎煤岩。磨料射流破煤是射流能量传递、转化和释放的过程。射流能量以循环、冲击载荷形式直接加载于射流-煤岩接触区域,并以球面应力波形式向煤岩内部传递。当应力波能量高于煤体破坏阈值,煤体发生破坏。然而,目前磨料射流破煤过程中的应力波传播规律及有效破煤范围不明确。因此,基于应力波效应分析了局部微裂纹时起裂时的煤岩能量密度,结合磨料射流特性,建立了描述磨料射流破煤能量准则;采用能量等效方法,基于SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar,分离式霍普金森杆)实验,研究了相同入射能量下煤样能耗规律及破坏特征,计算了能量准则中的煤岩参数;在此基础上,采用DIC(Digital Image Correlation,数字图像相关法)实验获取了磨料射流冲击下应力波传播规律,并采用能量准则计算了磨料射流破煤的理论范围;通过对比实际和理论破煤深度,验证了磨料射流破煤能量准则。结果表明:磨料射流冲击过程中,煤体发生破坏的能量阈值决定于应力波波速、煤岩破碎能耗密度、碎块平均粒径及磨料射流冲击频率。随入射能量增加,煤样应变率增大,能耗密度增加,但入射能量有效利用率降低;煤体吸收的能量,主要是被用于微裂纹扩展,且破碎后的碎块平均直径与煤样应变率呈一次函数关系。球面应力波传播过程中具有明显时空特征,且沿传播方向能量发生衰减;又由于煤体原生孔、裂隙发育,应力波会出现聚集、叠加,导致局部能量增加。当应力波能量高于煤体裂纹起裂时的能量阈值时,煤体出现破坏。 展开更多
关键词 磨料射流 能量准则 SHPB实验 DIC实验 应力波效应
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冲击作用下有限长线性硬化杆的动态屈曲 被引量:2
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作者 王刚 刘海燕 宁建国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期158-161,共4页
通过分析弹丸对线性硬化杆的冲击和线性硬化杆对刚性靶的高速撞击 ,得到冲击条件下杆屈曲发生的临界条件 .在分析中考虑了应力波的传播、反射以及应力波之间的相互作用 .分析了杆中的应力和屈曲发生的可能性 .结合具体材料进行计算 ,得... 通过分析弹丸对线性硬化杆的冲击和线性硬化杆对刚性靶的高速撞击 ,得到冲击条件下杆屈曲发生的临界条件 .在分析中考虑了应力波的传播、反射以及应力波之间的相互作用 .分析了杆中的应力和屈曲发生的可能性 .结合具体材料进行计算 ,得出了临界屈曲条件 ,总结出屈曲发生时撞击力和屈曲位置之间的关系以及撞击速度与杆长径比之间的关系 . 展开更多
关键词 动态屈曲 长杆高速撞击 应力波效应
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多接触形态高速冷打材料动态力学行为机理研究 被引量:1
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作者 张丰收 姚海波 +2 位作者 崔凤奎 王晓强 冯振 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期1-6,共6页
根据高速冷打实验平台建立了有限元计算模型,进行了高速冷打块状金属实验的模拟仿真,分析了成形工具与试件间的相互作用关系;研究了平面接触和曲面接触形态下试件同一横截面和同一长度方向各单元的真实应力、真实应变曲线特征,分析了各... 根据高速冷打实验平台建立了有限元计算模型,进行了高速冷打块状金属实验的模拟仿真,分析了成形工具与试件间的相互作用关系;研究了平面接触和曲面接触形态下试件同一横截面和同一长度方向各单元的真实应力、真实应变曲线特征,分析了各曲线间产生差异的原因及平面和曲面两种接触形态下的材料动态力学行为,反映了由圆头冲击杆径向惯性引起的几何弥散效应造成应力沿试件非均匀分布,应力波峰值随着传播时间的增加而衰减,应力波上升时随着传播时间的增加应变率降低等现象。 展开更多
关键词 冷打成形 有限元仿真 多接触形态 材料动态力学行为 应力波效应
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