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高速相机水下爆炸抗冲击防护装置研制与应用
1
作者 黄雪峰 初建鹏 +1 位作者 周方毅 盛振新 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期100-106,共7页
随着对水下爆炸现象的深入研究,需要对气泡运动及毁伤过程进行清晰地观测,目前一般在爆炸水箱外部利用高速相机通过观察窗拍摄爆炸过程,易受边界条件影响且观测范围有限。鉴于此,设计了高速相机水下爆炸抗冲击防护装置,采用有限元软件... 随着对水下爆炸现象的深入研究,需要对气泡运动及毁伤过程进行清晰地观测,目前一般在爆炸水箱外部利用高速相机通过观察窗拍摄爆炸过程,易受边界条件影响且观测范围有限。鉴于此,设计了高速相机水下爆炸抗冲击防护装置,采用有限元软件计算分析方法校核了水下爆炸冲击载荷下防护装置强度和相机安全性。在此基础上,开展了水下爆炸试验,成功拍摄了气泡运动的演化过程,实现了将高速相机直接放入水中观测爆炸现象。结果表明:抗冲击防护装置能够对高速相机进行有效防护;入水移动式水下爆炸高速摄像系统能够清晰拍摄装药水下爆炸气泡运动过程且可根据观测需要在水中灵活移动获得理想拍摄效果。该装置可为水下爆炸规律的试验研究提供技术支撑。 展开更多
关键词 水下爆炸 高速相机 防护装置 气泡运动
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水下爆炸冲击下不同姿态舰员响应特性
2
作者 张鹏 蒋永博 +4 位作者 马鹏 鲁晋方 吴超 陈子豪 李营 《兵工学报》 北大核心 2025年第11期319-331,共13页
人员是舰艇抗冲击系统的短板,明确人体冲击响应特性有助于提升防护设计。以不同姿态舰员冲击响应规律为研究重点,借助实船水下爆炸试验首次开展卧姿真人冲击响应特性研究;基于Taylor流固耦合原理,构建远场水下爆炸载荷-结构-不同姿态人... 人员是舰艇抗冲击系统的短板,明确人体冲击响应特性有助于提升防护设计。以不同姿态舰员冲击响应规律为研究重点,借助实船水下爆炸试验首次开展卧姿真人冲击响应特性研究;基于Taylor流固耦合原理,构建远场水下爆炸载荷-结构-不同姿态人体一体化响应模型,横向对比分析典型冲击因子(0.30、0.45、0.60)条件下不同姿态人体典型器官垂向响应差异。研究结果表明:坐姿人体盆骨、站姿人体足部和卧姿人体头部为易损区域,应重点防护;人体由坐姿转变为站姿时,人体上半身器官载荷显著变小,腰椎与盆骨不再是易损伤区域;由坐姿转变为卧姿时,人体易损器官存在由盆骨向头部转移的趋势;相同冲击因子下,各姿态人体与甲板直接接触器官的响应程度对甲板质量的改变较为敏感,呈负相关。研究结果可为舰员抗冲击防护设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 水下爆炸 人员冲击 响应特性 伤情评估
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水下爆炸载荷作用下的层冰破坏特性研究
3
作者 张健 韩新欣 黄祥宏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第15期12-17,共6页
由于传统破冰船破冰的局限性,利用水下爆炸进行破冰,对舰船在两级航道运营与冰下物探等起着重要作用。层冰与海洋结构物作用时冰载荷较大,为深入探究水下爆炸载荷作用下层冰的破坏特性,本文采用耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL)模拟自由液面... 由于传统破冰船破冰的局限性,利用水下爆炸进行破冰,对舰船在两级航道运营与冰下物探等起着重要作用。层冰与海洋结构物作用时冰载荷较大,为深入探究水下爆炸载荷作用下层冰的破坏特性,本文采用耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL)模拟自由液面作用的水下爆炸气泡演化与层冰毁伤过程,与实验结果相互验证,并对不同的爆距、药量和冰厚进行系列计算,分析层冰在水下爆炸冲击波和气泡作用下的毁坏特性。研究发现,爆距选择是决定冰层裂纹形式和产生时间的关键因素,本文水下爆炸破冰最优无量纲爆距约为0.821~1.299;装药量直接决定爆炸能量,是实现爆炸破冰的关键;水下爆炸产生气泡,并伴生水下冲击波,是造成冰层毁伤的重要因素。因此,为确保有效破冰,实现冰层多模态毁伤,需实现装药量和爆距的最佳耦合作用方式。 展开更多
关键词 CEL 水下爆炸 冲击波 气泡 冰层破坏
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基于激波管原理的高压封闭环境下水下爆炸近场冲击波测量新方法
4
作者 姚熊亮 周晏霈 刘智博 《力学学报》 北大核心 2025年第12期2928-2938,共11页
针对爆炸压力罐内大水深爆炸实验中近场冲击波测量的技术难题,提出了一种基于激波管型结构的封闭环境下近场冲击波间接测量方法,为高压封闭环境下水下爆炸自由场冲击波参数的获取提供了新思路.该方法通过设计激波管型的测量结构,利用激... 针对爆炸压力罐内大水深爆炸实验中近场冲击波测量的技术难题,提出了一种基于激波管型结构的封闭环境下近场冲击波间接测量方法,为高压封闭环境下水下爆炸自由场冲击波参数的获取提供了新思路.该方法通过设计激波管型的测量结构,利用激波管内一维冲击波衰减特性,将管口捕捉的高幅值、高频近场冲击波转化为管尾可测的低幅值、低频冲击波,显著降低了实验测量难度.同时,该方法通过激波管管壁的多次反射,增大了爆炸压力罐内的后续反射波与直达波的初始相位差,实现了高压封闭环境下的自由场超压解耦测量.在激波管型测量结构的设计原理基础上,基于量纲方法对激波管型测量结构的冲击波参数反演方法进行了推导,并进一步给出了该测量结构的主要参数设计方法.为了证明测量反演方法的可靠性,在爆炸压力罐内开展了小当量炸药爆炸的冲击波测量实验,对测量方法进行了有效验证.本研究为高压封闭环境下的水下爆炸近场冲击波测量提供了一种低成本、高可行性的技术补充. 展开更多
关键词 水下爆炸 封闭环境 近场冲击波 压力测量 激波管
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水下爆炸船体结构与系统动力学响应不确定性特征分析.
5
作者 姚熊亮 赵坤 +1 位作者 战天琦 黄仁杰 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1287-1314,共28页
水下爆炸船体结构动力学响应分为早期和后期,早期动力学响应产生结构毁伤,具有强非线性及非平稳特征,系统参数、初始条件等因素的变化将导致早期动力学响应出现分岔、突变等现象,输出展现不确定性特征.文章针对水下爆炸船体结构与系统... 水下爆炸船体结构动力学响应分为早期和后期,早期动力学响应产生结构毁伤,具有强非线性及非平稳特征,系统参数、初始条件等因素的变化将导致早期动力学响应出现分岔、突变等现象,输出展现不确定性特征.文章针对水下爆炸船体结构与系统早期动力学响应特征时空解耦数据分析问题,基于相空间重构技术、抛物线映射方法以及符号动力学理论,提出一种强非线性动力学动态数据分析方法,刻画水下爆炸船体结构早期动力学响应演化特征,实现在系统参数邻域内预报试验结果.首先,以某加筋圆柱壳结构为原型,设计不同冲击因子条件下的缩比模型试验,研究不同冲击载荷作用下水下爆炸船体结构非线性、非平稳动力学响应的时空演化规律,对其不确定性特征进行表征与刻画.其次,以某型舰船为原型设计的舱段结构和浮动冲击平台模型试验,进一步分析水下爆炸船体结构早期动力学响应不确定性特征,证明方法的有效性与普适性.研究结果表明:舰船水下爆炸非线性动力学动态数据分析技术可以对水下爆炸舰船非线性、非平稳动力学响应进行表征与刻画,可实现系统参数邻域内预报试验结果. 展开更多
关键词 水下爆炸 船体结构早期动力学响应 非线性特征 相空间重构 抛物线映射 符号动力学
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铝粉燃烧对CL-20基混合炸药水下爆炸载荷特性的影响 被引量：2
6
作者 刘正 聂建新 +4 位作者 阚润哲 杨金想 谭彦威 郭学永 闫石 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期167-176,共10页
为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理,基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验,分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明:CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释放... 为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理,基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验,分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明:CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释放了大量能量,提高了冲击波压力峰值和冲击波能,同时降低了冲击波的衰减速率;相比于含氟化锂炸药,由于CL-20基含铝炸药中铝粉在炸药爆炸后燃反应,使得其火焰亮度更高,铝粉后燃反应时间超过1 ms;铝粉的燃烧可提高气泡最大半径、气泡脉动周期和气泡能,CL-20基含铝炸药最大气泡半径比CL-20基含氟化锂炸药最大气泡半径提高了11.89%,第1次气泡脉动周期提高了25.74%,含铝炸药达到最大半径的对应时刻比含氟化锂炸药延迟了5.20 ms;由于铝粉在气泡脉动阶段持续供能,CL-20基含铝炸药气泡脉动半径变化速率高于含氟化锂炸药,降低了气泡的收缩速率,延长了气泡的收缩阶段持续时间,CL-20基含铝炸药气泡脉动过程在时间上具有非对称性。 展开更多
关键词 CL-20基混合炸药 水下爆炸 铝粉燃烧 含氟化锂炸药 冲击波 气泡
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全海深水下爆炸载荷特性与规律研究 被引量：1
7
作者 邢津浩 张阿漫 +2 位作者 李世民 王诗平 刘云龙 《力学学报》 北大核心 2025年第8期1873-1885,共13页
传统理论模型在计算深水爆炸工况时,可能因超出其适用范围而出现偏差,无法满足精度需求.为了准确研究全海深水下爆炸载荷特性与规律,文章采用将投影坐标系中计算冲击波载荷方法和统一形式的气泡动力学方程相结合的水下爆炸冲击波与气泡... 传统理论模型在计算深水爆炸工况时,可能因超出其适用范围而出现偏差,无法满足精度需求.为了准确研究全海深水下爆炸载荷特性与规律,文章采用将投影坐标系中计算冲击波载荷方法和统一形式的气泡动力学方程相结合的水下爆炸冲击波与气泡载荷计算理论模型.通过与百米级和千米级水深水下爆炸实验和数值结果进行对比,验证了该模型计算结果的准确性.同时,本文针对水下爆炸冲击波与气泡载荷及其能量分配随水深变化规律进行探究,发现随着水深H的增大,冲击波峰值p_(sm)稍有增加、冲击波衰减时间T_(att)逐渐减小,脉动引起的负压作用更明显,传播至测点处的冲击波能量和气泡能量各自占炸药总能量之比均减小,装药当量W对传播至测点处冲击波能量占比有影响而对气泡能量占比影响较小,气泡第一次坍塌再膨胀过程中的声辐射损失减少,给出拟合公式描述p_(sm),T_(att)和气泡脉动周期T和最大半径R_(m)与W及H之间的关系.所用水下爆炸冲击波与气泡载荷计算模型可应用于全海深水下爆炸载荷计算,所得载荷的变化趋势及其拟合公式旨在为深水爆炸与结构抗爆设计提供参考. 展开更多
关键词 全海深 水下爆炸 冲击波 气泡载荷
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带壳装药水下爆炸下双层壳体结构毁伤特性试验研究 被引量：2
8
作者 王文郁 李翔宇 《火炸药学报》 北大核心 2025年第4期344-351,I0003,共9页
为了获得带壳装药水下爆炸下双层壳体结构的毁伤特性,基于小型爆炸水箱装置进行了双层壳体结构在水下爆炸下的毁伤试验,分析了双层壳体内板背空介质、内外板间填充介质、爆炸位置及距离等因素对双层壳体毁伤的影响,得到了带壳装药水下... 为了获得带壳装药水下爆炸下双层壳体结构的毁伤特性,基于小型爆炸水箱装置进行了双层壳体结构在水下爆炸下的毁伤试验,分析了双层壳体内板背空介质、内外板间填充介质、爆炸位置及距离等因素对双层壳体毁伤的影响,得到了带壳装药水下爆炸作用下双层壳体结构的毁伤模式。结果表明,在水下带壳装药载荷接触爆炸下,双层壳体出现整体塑性变形,内外板出现“口”、“田”、“十”字形撕裂破口,内外板及肋板出现局部弯曲或断裂变形3种毁伤模式;水下相同接触爆炸条件下,爆炸位置处于双层壳体纵横肋板交叉处对内外板造成的毁伤范围更大,双层壳体间填充水介质大大降低了对内层壳体的冲击效应,提高了双层壳体内板的抗冲击能力。 展开更多
关键词 爆炸力学 水下爆炸 带壳装药 双层壳体 毁伤试验
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复合材料夹芯艇体结构水下爆炸冲击响应研究
9
作者 刘恒 郑成 +3 位作者 王一雯 孔祥韶 姚奕帆 朱子涵 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期123-131,共9页
为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其... 为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其可靠性;基于泡沫夹芯艇体结构质量不变原则,通过控制单一变量分析玻璃纤维面板厚度,面板铺层角度和泡沫夹芯高度及密度对其失效模式和能量吸收特性的影响。研究结果表明,玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构迎爆面失效模式为受载区域中心出现沿船宽方向的条状裂缝、十字形裂缝或者边界撕裂;背爆面失效模式为背爆面中心或者边界处出现点状破口;随着迎爆面厚度增加,泡沫夹芯艇体结构总吸能呈下降趋势,整体能量吸收能力降低16.6%。 展开更多
关键词 复合材料夹芯结构 水下爆炸冲击 动态响应 失效模式
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不同能量结构炸药水下爆炸对舷侧多舱结构毁伤特性
10
作者 王涛 刘亮涛 +1 位作者 王金相 张轶凡 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期112-125,共14页
为探究不同能量结构炸药对舰船的毁伤规律,开展不同能量结构炸药水下爆炸对舰船多舱结构的毁伤特性研究。通过任意拉格朗日-欧拉方法模拟TNT、PBXC19、H6和PBXN111共4种炸药水下爆炸能量输出结构,获取不同炸药的冲击波能和气泡能占比;... 为探究不同能量结构炸药对舰船的毁伤规律,开展不同能量结构炸药水下爆炸对舰船多舱结构的毁伤特性研究。通过任意拉格朗日-欧拉方法模拟TNT、PBXC19、H6和PBXN111共4种炸药水下爆炸能量输出结构,获取不同炸药的冲击波能和气泡能占比;分析不同能量结构炸药对多舱结构的破坏机理,获取不同能量结构炸药对多舱结构的毁伤特征。研究结果表明:同等装药情况下,炸药的冲击波能越大则冲击波阶段毁伤越严重,气泡能越大则气泡阶段毁伤越严重,2.28倍TNT冲击波能的炸药PBXC19在冲击波阶段舷侧外板破口直径比TNT增加30.2%;气泡在自由液面破碎的条件下,1.44倍TNT气泡能炸药H6在气泡阶段舷侧外板破口直径比TNT增加9.9%;增大炸药冲击能和气泡能会显著增加冲击波和气泡载荷对舰船多舱结构的毁伤效果。 展开更多
关键词 炸药 水下爆炸 能量结构 冲击波 气泡 舰船毁伤
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水平阵列多爆源水下爆炸载荷分布特性
11
作者 杨洋 谢洋洋 +2 位作者 张睿瑶 陈莹玉 孙岩 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期9-20,共12页
多爆源的水下联合爆炸,使得水下环境更为的复杂。为探究多爆源水下爆炸的载荷分布,通过LS-DYNA对自由场中水下爆炸双爆源、三爆源以及四爆源进行了水平阵列数值建模。基于ALE算法进行了数值计算,分析了爆炸冲击波的叠加效应、多爆源融... 多爆源的水下联合爆炸,使得水下环境更为的复杂。为探究多爆源水下爆炸的载荷分布,通过LS-DYNA对自由场中水下爆炸双爆源、三爆源以及四爆源进行了水平阵列数值建模。基于ALE算法进行了数值计算,分析了爆炸冲击波的叠加效应、多爆源融合气泡形态及载荷分布特性。结果表明:LS-DYNA-ALE算法可以较好地模拟水下爆炸过程。与单爆源相比,水平阵列多爆源冲击波峰值在竖直方向上增强,脉宽在水平方向上延长;融合气泡的坍塌发生在气泡两侧,射流也从两侧产生;融合气泡的脉动周期与爆源数量呈正相关;在局部效应外,融合气泡脉动载荷与爆源数量在气泡上方呈正相关,而在气泡下方呈负相关。拟合的经验公式对多爆源融合气泡载荷、气泡的参数分析以及相关研究工作的开展具有一定参考意义。 展开更多
关键词 水下爆炸 多爆源 融合气泡 气泡脉动 数值模拟
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邻空气域装药水下爆炸压力场特征研究
12
作者 杨科 周章涛 +4 位作者 马宏昊 姚象洋 傅力衡 徐庆涛 沈兆武 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期68-78,共11页
为控制炸药水下爆炸能量分布,实现定向打击,研究一种典型炸药-空气柱形装药结构爆炸压力场分布特征。通过实验与数值模拟探究含不同尺寸空气域结构水下爆炸的压力和冲量分布情况,发现空气域对炸药水下爆炸具有定向增强效应。模拟结果表... 为控制炸药水下爆炸能量分布,实现定向打击,研究一种典型炸药-空气柱形装药结构爆炸压力场分布特征。通过实验与数值模拟探究含不同尺寸空气域结构水下爆炸的压力和冲量分布情况,发现空气域对炸药水下爆炸具有定向增强效应。模拟结果表明:空气域会导致爆轰产物冲击空气-水边界,空气域方向近场峰值压力增强现象;伴随气泡形态变化,形成隔绝能量的花瓶状气泡,使空气域后方出现冲量增强现象;上述增强现象均随着距离增加而逐渐消失,其中冲量增强效应的影响范围更广。研究结果表明,空气域的存在可以显著增强该方向近场范围内的毁伤效果。 展开更多
关键词 水下爆炸 装药结构 气泡运动 能量分布
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基于水下爆炸的爆轰产物JWL状态方程确定方法研究
13
作者 焦俊杰 单锋 +7 位作者 王晗程 祁妍洁 潘绪超 方中 程宇波 贺小兰 慈圣杰 何勇 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第9期132-140,共9页
为了获得炸药爆轰产物状态方程,对RDX炸药进行了水下爆炸气泡膨胀过程试验,测试了水下爆炸气泡半径和冲击波阵面随时间的变化规律,通过水下爆炸气泡膨胀过程中的能量守恒关系,获得了基于水下爆炸试验的爆轰产物JWL状态方程确定方法,分析... 为了获得炸药爆轰产物状态方程,对RDX炸药进行了水下爆炸气泡膨胀过程试验,测试了水下爆炸气泡半径和冲击波阵面随时间的变化规律,通过水下爆炸气泡膨胀过程中的能量守恒关系,获得了基于水下爆炸试验的爆轰产物JWL状态方程确定方法,分析了RDX炸药水下爆炸气泡膨胀和冲击波阵面运动过程,测定了RDX炸药爆轰产物JWL状态方程参数,并与通过圆筒试验获得的参数进行了比较。结果表明,通过水下爆炸法和圆筒试验方法标定的JWL方程参数得到的气泡膨胀过程基本相同,而水下爆炸法得到的气泡半径的计算值和试验值在低压阶段的误差更小。该方法提供了一种更适用于水下爆炸的炸药爆轰产物状态方程的测定方法。 展开更多
关键词 水下爆炸 JWL状态方程 气泡膨胀 冲击波
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水下爆炸测试技术研究综述
14
作者 初建鹏 周方毅 +2 位作者 詹发民 冯建程 鞠翔宇 《工程爆破》 北大核心 2025年第4期55-65,共11页
随着水下武器制导精度以及高效毁伤技术的发展,目标会受到爆炸产物、冲击波、气泡脉动以及气泡射流等多种毁伤元的破坏作用,精准评估爆炸威力显得格外重要。因此,研究关于水下爆炸各类毁伤元的测量技术对提高水下武器毁伤效能和舰船等... 随着水下武器制导精度以及高效毁伤技术的发展,目标会受到爆炸产物、冲击波、气泡脉动以及气泡射流等多种毁伤元的破坏作用,精准评估爆炸威力显得格外重要。因此,研究关于水下爆炸各类毁伤元的测量技术对提高水下武器毁伤效能和舰船等目标的防爆抗冲击能力具有重要意义。基于此,在阐述水下爆炸理论的基础上,对水下爆炸测试技术的研究成果进行了梳理和归纳,从电测法、光测法和效应物法3个方面分别进行了探讨,从技术发展的角度概述了水下爆炸测试技术的发展历程和研究趋势,分析了不同类型测量技术的适用性,介绍了新的实验技术在水下爆炸测试领域的应用,可为水下爆炸试验研究提供参考。 展开更多
关键词 水下爆炸 测试技术 压电法 压阻法 光测法 效应物法
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微型水下爆炸声源的数值模拟
15
作者 耿立婷 崔建功 +1 位作者 张国军 张瑞敏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第8期1678-1684,共7页
针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装... 针对传统换能器体积大、功耗高以及现有大尺度爆炸声源经验公式在微型化声源中出现尺度效应不适配问题,本文基于小当量装药特性,通过药量-体积等效计算,设计了圆柱形树脂外壳。利用ANSYS平台建立了微型非金属爆炸声源数值模型,分析了装药量与声源级的定量关系。通过400 m标准基距下的收发合置实验,采用定深悬浮装置进行等深布置,实测数据与数值模拟结果的误差在1~7 dB范围内,验证了该微型爆炸声源设计方法的精确性和可靠性,为优化微型爆炸声源提供了有效技术支撑。 展开更多
关键词 非金属爆炸声源 声源级 季戊四醇四硝酸酯 水下爆炸 冲击波 有限空间 ANSYS平台 数值模拟
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水下爆炸载荷作用下船体梁毁伤特性研究
16
作者 甘宁 孙卓 王帅 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第6期7-12,共6页
水面舰船作战时容易受到水下爆炸载荷作用,对其局部强度及总纵强度产生影响。对于舰船结构损伤机理及特性的研究,一般采用简化船体梁模型。本文首先对采用的耦合的欧拉-拉格朗日方法进行验证。然后,对水下爆炸载荷作用下船体梁动态响应... 水面舰船作战时容易受到水下爆炸载荷作用,对其局部强度及总纵强度产生影响。对于舰船结构损伤机理及特性的研究,一般采用简化船体梁模型。本文首先对采用的耦合的欧拉-拉格朗日方法进行验证。然后,对水下爆炸载荷作用下船体梁动态响应开展研究。此外,采用JWL方程作为炸药的状态方程,用以模拟冲击波载荷与气泡载荷的联合作用。结果表明,在本文工况条件下,冲击波载荷未对船体梁结构产生明显破坏,气泡载荷作用下船体梁产生明显的中拱、中垂变形,尤其是气泡收缩阶段,船体梁产生严重的中垂变形,进而形成塑性铰。此外,虽然冲击波载荷未对结构产生明显的破坏,但是其作用阶段船体梁结构上产生较高的加速度。 展开更多
关键词 水下爆炸 船体梁 鞭状运动 塑性铰 CEL
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工业电子雷管在超重力场水下爆炸中的应用
17
作者 王云超 王潇 +2 位作者 李海欣 胡敏云 胡晶 《工程爆破》 北大核心 2025年第4期129-135,共7页
为了给工业电子雷管在超重力场试验中的应用提供技术支撑,依托中国水科院1000 g高速离心机,共开展7次水下爆炸试验,探究了工业电子雷管芯片及起爆药在超重力场下的可靠性。结果表明:在50~100 g加速度、100~300 mm水深范围内,超重力场不... 为了给工业电子雷管在超重力场试验中的应用提供技术支撑,依托中国水科院1000 g高速离心机,共开展7次水下爆炸试验,探究了工业电子雷管芯片及起爆药在超重力场下的可靠性。结果表明:在50~100 g加速度、100~300 mm水深范围内,超重力场不会对芯片造成影响,工业电子雷管能够顺利起爆,重力加速度和水深变化不会对水下爆炸峰值冲击波造成显著影响,水压不会对雷管内部结构及连接密封处产生破坏性影响;雷管引爆充分,随着重力加速度增大,气泡最大半径缩小,气泡脉动周期缩短;而水深减小时,气泡最大半径增大,气泡脉动周期增长,气泡脉动周期及半径与理论值一致;在100 g加速度下,当爆距大于100 mm时,工业电子雷管在承受另一发工业雷管水下爆炸冲击后仍可正常起爆,起爆时间与预设值一致。该相关研究可为工业电子雷管在超重力场试验中的应用提供依据。 展开更多
关键词 水下爆炸 离心机 工业电子雷管 气泡脉动 冲击波
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空中与水下爆炸工况下轨条砦结构毁伤效应研究
18
作者 唐松磊 翟红波 +2 位作者 毛伯永 吕民东 陈凯 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页
采用有限元软件AUTODYN构建了轨条砦结构在不同介质中遭受爆炸冲击的数值模型,通过数值模拟结果对比分析了空中和水下爆炸冲击波作用下轨条砦结构动态响应及损伤程度。研究结果表明,在近爆区域内,空中和水下爆炸冲击波的传播特性存在显... 采用有限元软件AUTODYN构建了轨条砦结构在不同介质中遭受爆炸冲击的数值模型,通过数值模拟结果对比分析了空中和水下爆炸冲击波作用下轨条砦结构动态响应及损伤程度。研究结果表明,在近爆区域内,空中和水下爆炸冲击波的传播特性存在显著差异,爆轰波在空气中的传播速度和衰减速度均较水中更快;然而,水下爆炸冲击波的压力峰值较空中爆炸显著增大,对轨条砦结构的潜在破坏能力更强。此外,随着TNT爆炸当量的增加,结构的碎裂程度也随之升高。对于由C30混凝土建造的轨条砦,其近炸破坏TNT当量阈值确定为15 kg。这一研究成果为近海防御工程的设计提供了重要基础,并为制定登陆破障方案提供了参考依据。 展开更多
关键词 轨条砦结构 空中爆炸 水下爆炸 动态响应 毁伤阈值
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水下爆炸下弹塑性带孔板底部气泡动力学特性
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作者 姜一鹏 秦健 +3 位作者 赖志超 孟祥尧 文彦博 黄瑞源 《火炸药学报》 北大核心 2025年第6期534-545,共12页
为深入研究舰船结构在遭受水下爆炸冲击波破坏后,在不同载荷耦合作用下的动态响应特性,开展了小当量TNT在带孔与不带孔的弹塑性板底部起爆的水下爆炸试验;随后,基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,建立了有限元模型并对水下爆炸全过程进行... 为深入研究舰船结构在遭受水下爆炸冲击波破坏后,在不同载荷耦合作用下的动态响应特性,开展了小当量TNT在带孔与不带孔的弹塑性板底部起爆的水下爆炸试验;随后,基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)算法,建立了有限元模型并对水下爆炸全过程进行数值模拟,结合试验结果进一步分析了气泡在不同边界条件下的动力学行为及其对板的载荷作用,验证了有限元方法的准确性。试验结果表明,不带孔的弹塑性板可诱导气泡产生向上的水射流,而预制孔的存在则促使气泡产生向下的水射流。有限元模拟结果表明,气泡的演化模式受带孔弹塑性板厚度的影响显著,随着板厚度的增大,气泡受结构吸引作用增强,呈现上射流、对射流、下射流和溃散4种典型形式;当钢板厚度小于0.5 cm时,板上水体的回流作用主导气泡运动,诱发向下射流;当钢板厚度在0.5~1.0 cm时,气泡在水体回流与Bjerknes力的共同作用下形成双向对射流;当钢板厚度大于1.0 cm时,气泡主要受Bjerknes力驱动,形成单向上射流并进一步释放集中向上的冲击能量,从而在初始爆炸冲击后诱发舰船结构的二次毁伤。 展开更多
关键词 爆炸力学 水下爆炸 水射流 弹塑性板 预制孔洞 气泡动力学
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水下爆炸载荷下含夹层水双板结构抗冲击特性研究
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作者 陈国彩 殷彩玉 金泽宇 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第23期26-35,共10页
为研究双壳舰艇抗冲击特性,建立带防护层充水双层结构冲击动力学理论模型,模拟研究水下爆炸载荷下双层舰船结构响应特性与流场空化现象,并分析舰船外壳敷设防护层和模型参数变化对双层壳体抗冲击性能影响。基于可压缩多相流、等熵空化... 为研究双壳舰艇抗冲击特性,建立带防护层充水双层结构冲击动力学理论模型,模拟研究水下爆炸载荷下双层舰船结构响应特性与流场空化现象,并分析舰船外壳敷设防护层和模型参数变化对双层壳体抗冲击性能影响。基于可压缩多相流、等熵空化流和塑性冲击波理论,建立外流体-含防护层外板-舷间水、舷间连接结构-内板非线性双面水流固耦合冲击动力学等效模型。研究外板敷设塑性多孔防护层的抗冲效能,分析防护层参数变化、舷间连接结构刚度变化和内板支撑刚度变化对防护层抗冲效能的影响规律。结果表明,外板敷设防护层可使流固耦合面冲击波冲量降低60%,外板和内板速度峰值分别降低88%和92%。防护层力学特性和内板支撑弹簧刚度对防护层抗冲效能影响较大,软防护层抗冲效能好,但压缩变形大;内板支撑强,则更利于防护层变形吸能。 展开更多
关键词 舰船防护 水下爆炸 双板结构 防护层 空化
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