不同温度条件下三组元HTPB推进剂细观脱湿行为实验及数值模拟 被引量：1

1

作者 邹子杰 强洪夫 +3 位作者 王哲君 王学仁 李世奇 李易依 《含能材料》 北大核心 2025年第1期13-23,共11页

开展了宽温域单轴拉伸条件下HTPB推进剂的原位微CT细观结构表征实验,分析了在-20℃、20℃、50℃3种温度环境中推进剂的细观脱湿损伤行为,并基于HTPB推进剂的细观组分体积占比构建了三维细观代表体积单元模型,分析了模型在不同温度和不... 开展了宽温域单轴拉伸条件下HTPB推进剂的原位微CT细观结构表征实验,分析了在-20℃、20℃、50℃3种温度环境中推进剂的细观脱湿损伤行为,并基于HTPB推进剂的细观组分体积占比构建了三维细观代表体积单元模型,分析了模型在不同温度和不同应变率条件下的应力-应变关系和脱湿率-应变关系。结果发现,HTPB推进剂在低温环境下(-20℃)脱湿更为严重,推进剂试件断裂时填料/基体界面脱湿率达到了30%,而孔隙率仅为6%。通过数值模拟发现推进剂在低温及高应变率条件下脱湿更为严重,对推进剂力学性能带来了极大的劣化。经实验和仿真结果对比,本研究所构造的数值模型能够有效预测推进剂的脱湿损伤行为及宏观力学性能。 展开更多

关键词 HTPB推进剂 细观结构 力学性能 脱湿损伤

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固体火箭发动机装药状态监测研究进展 被引量：2

2

作者 段磊光 王学仁 +1 位作者 强洪夫 王哲君 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期211-229,共19页

固体火箭发动机的健康状况在很大程度上取决于装药的实时状态,因此对装药状态进行监测是确保固体发动机结构完整性和使用可靠性的重要基础。本文从环境状态监测、化学状态监测、力学状态监测以及监测数据综合应用4个方面综述了相关的研... 固体火箭发动机的健康状况在很大程度上取决于装药的实时状态,因此对装药状态进行监测是确保固体发动机结构完整性和使用可靠性的重要基础。本文从环境状态监测、化学状态监测、力学状态监测以及监测数据综合应用4个方面综述了相关的研究进展,指出了装药状态监测的必要性,多方面总结了装药状态监测取得的研究成果与存在的不足,并针对监测技术手段及监测数据应用等方面提出了发展构想。分析认为,监测技术应聚焦在嵌入式传感器相容性技术、新理念传感技术以及长寿命技术等方面,监测数据应用方面应大力建设数据库、诊断和预测健康管理系统,以期借助有限元模型更新方法推动固体火箭发动机全寿命数字孪生技术的发展。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 推进剂装药 结构健康监测 力学状态监测

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公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤评估方法 被引量：1

3

作者 崔家源 强洪夫 +2 位作者 王学仁 王广 王稼祥 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期222-230,共9页

对公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤进行研究,开展了丁羟(HTPB)推进剂定应力往复拉伸试验,对其疲劳特性曲线进行了拟合和分析;通过处理装备运输试验的功率谱密度数据得到了公路运输过程中HTPB推进剂药柱振动加速度载荷谱,建... 对公路运输过程中固体火箭发动机药柱的累积损伤进行研究,开展了丁羟(HTPB)推进剂定应力往复拉伸试验,对其疲劳特性曲线进行了拟合和分析;通过处理装备运输试验的功率谱密度数据得到了公路运输过程中HTPB推进剂药柱振动加速度载荷谱,建立了固体火箭发动机三维有限元计算模型,对药柱的应力响应进行仿真计算,通过雨流计数法统计得到循环载荷情况;基于Miner线性累积损伤模型,对公路运输过程中HTPB推进剂药柱进行累积损伤计算与评估。结果表明,在运输过程中,HTPB推进剂药柱的最大应力为0.021 MPa,最大应变为0.031,最大位移为19.320 mm,均处在前人工脱粘层部位;经4000 km公路运输后,HTPB推进剂药柱前人工脱粘层根部处损伤最大,损伤为0.080;药柱内孔处损伤最小,损伤为0.044。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 公路运输 HTPB推进剂 结构完整性 累积损伤模型 循环振动载荷

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动载荷下固体推进剂损伤演化原位成像研究 被引量：1

4

作者 苑永祥 刘岳勋 +4 位作者 赵蒙 王龙 侯传涛 王煊军 吴圣川 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期30-40,共11页

为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传... 为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传播模式。结果表明,微裂纹主要形核并生长于填充颗粒与基体界面处,细观孔隙的演化表现出率相关性。与拉伸加载下损伤持续生长不同,压缩过程中孔隙形核、生长与闭合并存;尤其在高速压缩下,推进剂产生“喇叭”状形貌且微裂纹沿四周分布,表面宏观破坏由近表面颗粒与基体界面处的微裂纹扩展传播所致。研究还发现:微裂纹的传播与填充颗粒的空间位置相关,在动态压缩载荷作用下,微裂纹存在横向和轴向两种扩展模式;基体竖直取向微裂纹易发生向水平取向微裂纹的转变,从而导致裂纹闭合。 展开更多

关键词 固体推进剂 原位动态压缩 损伤率相关性 内部损伤演化 同步辐射三维成像

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HTPB推进剂粘接试件的多角度拉伸试验与数值模拟

5

作者 张学深 沈肖胤 +3 位作者 周辉 王学仁 丁丽 张东升 《含能材料》 北大核心 2025年第8期882-891,共10页

提高装药结构完整性对保障固体火箭发动机工作稳定性有重要意义。对HTPB推进剂粘接试件开展多角度拉伸加载试验,拉伸过程中使用双目相机结合三维数字图像相关方法对粘接试件的变形场进行分析;根据试件的细观结构,基于颗粒脱湿、基体断... 提高装药结构完整性对保障固体火箭发动机工作稳定性有重要意义。对HTPB推进剂粘接试件开展多角度拉伸加载试验,拉伸过程中使用双目相机结合三维数字图像相关方法对粘接试件的变形场进行分析;根据试件的细观结构,基于颗粒脱湿、基体断裂以及粘接界面脱粘三种损伤模式,建立了粘接试件的细观内聚力模型并进行数值模拟分析。探索了不同拉剪应力状态下黏接试件的损伤演化规律、开裂机理以及破坏形式。试验结果表明:HTPB推进剂粘接试件在拉剪混合应力状态下更容易发生损伤,随着拉伸角度的增大,试件的承载能力下降并且会产生更大的拉伸位移;临界状态时推进剂粘接试件应变较大的区域即是宏观裂纹萌生的位置。数值模拟结果表明:第一主应力是影响固体推进剂裂纹产生的主要因素并且当第一主应力值大于0.548 MPa时会导致裂纹的萌生;拉伸角度越小,推进剂内部颗粒与基体越容易发生脱湿;拉伸角度越大,推进剂/衬层界面越容易脱粘并且裂纹扩展的位置越靠近推进剂/衬层界面。 展开更多

关键词 推进剂粘接试件 多角度加载 数字图像相关方法 内聚力模型 损伤演化

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空化水射流研究方法综述 被引量：2

6

作者 高元 刘博 +3 位作者 赵蒙 张有智 慕晓刚 王煊军 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页

鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为... 鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为设计喷嘴结构、拓展观测和测量实验方法、优化数值计算方法,并从提高空化水射流观察和测量能力和运用人工智能技术优化数值计算方法等方面提出展望,为空化水射流技术的研究和应用提供参考。 展开更多

关键词 空化水射流 喷嘴 高速摄影 湍流 冲蚀

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热机载荷下GH4169G车削-喷丸加工表面完整性的演化机理

7

作者 何喆 李佳乐 +2 位作者 史恺宁 樊昱昌 黄新春 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期780-789,共10页

以航空发动机用镍基高温合金GH4169G为研究对象,开展服役条件下车削-喷丸复合加工表面完整性演化机理研究。通过模拟服役环境的热机载荷试验,分析了热载荷、机械载荷以及热机载荷对表面完整性的作用形式,建立了表面完整性控制的热机载... 以航空发动机用镍基高温合金GH4169G为研究对象,开展服役条件下车削-喷丸复合加工表面完整性演化机理研究。通过模拟服役环境的热机载荷试验,分析了热载荷、机械载荷以及热机载荷对表面完整性的作用形式,建立了表面完整性控制的热机载荷模型和基于余弦函数控制因子的残余应力及显微硬度演化模型,掌握了热机载荷作用下的残余应力松弛规律和显微硬度及表层微观组织变化规律。研究结果为掌握镍基高温合金在服役环境下加工表面完整性的演化形式提供了基础数据,进一步优化了表面完整性控制工艺。 展开更多

关键词 高温合金GH4169G 车削-喷丸复合加工 服役环境 表面完整性演化

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基于流场特征的空化水射流破碎固体推进剂效果

8

作者 高元 刘博 +3 位作者 赵蒙 周文君 慕晓刚 王煊军 《火炸药学报》 北大核心 2025年第5期474-483,I0004,共11页

为研究流场特征对空化水射流破碎固体推进剂的影响规律,以HTPB推进剂为研究对象,采用应力混合涡流模型(SBES)开展了冲击场条件下不同喷嘴扩张角角度的空化水射流数值计算,分析了喷嘴结构参数对流场特征的影响机制;进行了空化水射流破碎H... 为研究流场特征对空化水射流破碎固体推进剂的影响规律,以HTPB推进剂为研究对象,采用应力混合涡流模型(SBES)开展了冲击场条件下不同喷嘴扩张角角度的空化水射流数值计算,分析了喷嘴结构参数对流场特征的影响机制;进行了空化水射流破碎HTPB推进剂实验研究,探讨流场特征与破碎效果的影响规律。结果表明,势流核的长度受喷嘴扩张角角度影响,进而影响靶面速度分布,推进剂破碎深度与靶面处的速度峰值分布正相关;喷嘴出口的回射流限制了空化向喷嘴壁面方向的发展,从而影响空化强度,破碎坑表面积与空化强度正相关,略小于空化云覆盖区域。实验结果表明,冲击场下的流场特征和破碎结果表现出极大的相关性,说明该方法计算得到的流场特征可以用于喷嘴结构的优化与设计,提高推进剂破碎效率;喷嘴扩张角角度为60°时,空化水射流的速度和空化强度具有显著优势,结合破碎质量、破碎深度和破碎坑面积分析,此时表现出的破碎效果最佳。 展开更多

关键词 流体力学 流场特性 空化水射流 HTPB推进剂 喷嘴结构 破碎特性 数值计算

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可调吸波超材料研究进展

9

作者 陈孟州 汪刘应 +6 位作者 刘顾 葛超群 王龙 许可俊 刘同豪 王滨 王文豪 《材料工程》 北大核心 2025年第10期13-27,共15页

超材料因其独特的电磁吸波特性成为电磁吸波领域的研究热点,但常规吸波超材料结构和材料的确定性使其难以满足武器装备在复杂战场环境下的电磁隐身动态调控需求。通过引入可调谐单元,吸波超材料的电磁特性可通过外部激励源灵活动态调控... 超材料因其独特的电磁吸波特性成为电磁吸波领域的研究热点,但常规吸波超材料结构和材料的确定性使其难以满足武器装备在复杂战场环境下的电磁隐身动态调控需求。通过引入可调谐单元,吸波超材料的电磁特性可通过外部激励源灵活动态调控,对提升武器装备的电磁隐身效能具有重要作用。本文阐明了基于等效电路理论的超材料电磁性能调控机理,详细梳理了基于活性材料、动态结构以及电路元件的可调吸波超材料研究现状,针对调控范围、响应速度等应用性能探讨了研究中存在的瓶颈问题,并从智能感知控制、自适应调节优化、网络化协同控制和能量自供应4个方面对未来发展方向进行了展望,为可调吸波超材料的进一步发展与应用提供有益参考。 展开更多

关键词 吸波超材料 动态可调 活性材料 动态结构 电路元件

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固体推进剂基体/填料界面微观粘接性能研究进展

10

作者 陈泽斌 王学仁 +2 位作者 强洪夫 付潇 邹子杰 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第3期372-382,共11页

基体/填料界面是固体推进剂中的薄弱部位,在复杂的环境载荷条件下容易发生损伤并导致力学性能降低,其界面的粘接性能一直是固体推进剂研究重点之一。从仿真和实验两方面对固体推进剂基体/填料界面微观粘接性能研究现状进行了综述,总结... 基体/填料界面是固体推进剂中的薄弱部位,在复杂的环境载荷条件下容易发生损伤并导致力学性能降低,其界面的粘接性能一直是固体推进剂研究重点之一。从仿真和实验两方面对固体推进剂基体/填料界面微观粘接性能研究现状进行了综述,总结了近年来分子动力学(MD)仿真在推进剂基体/填料界面研究中的应用,概述了接触角法、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱法(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、反相气相色谱(IGC)五种常见的界面性能表征实验在基体/填料界面研究中的应用。针对目前研究中存在的一些不足展望如下:首先,界面仿真模型基体组分单一、可仿真时间较短,建议后续构建基体全组分模型和不同老化阶段模型;其次,缺乏直接表征粘接界面相互作用的手段,建议从界面试样制备方面入手研究;最后,在研究界面性能变化机理时,应考虑多种界面作用因素,同时加强对键合剂失效机理的研究。 展开更多

关键词 固体推进剂 基体/填料界面 粘接性能 分子动力学仿真 键合剂

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考虑时变相关性的多退化特征设备剩余寿命预测

11

作者 张迦陵 张建勋 +2 位作者 杜党波 张正新 胡昌华 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第10期210-220,共11页

针对多退化特征设备剩余寿命预测中现有方法采用静态相关性模型,对相关性时变形式做潜在假定导致模型在复杂工况下适应性不足的问题,提出一种基于时变Copula函数的多退化特征设备剩余寿命预测方法。基于非线性维纳过程建立各自退化特征... 针对多退化特征设备剩余寿命预测中现有方法采用静态相关性模型,对相关性时变形式做潜在假定导致模型在复杂工况下适应性不足的问题,提出一种基于时变Copula函数的多退化特征设备剩余寿命预测方法。基于非线性维纳过程建立各自退化特征模型,利用时变Copula函数构建多个特征退化模型间的时变相关性;通过贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗梅特罗波利斯-黑斯廷斯算法与极大似然估计算法,实现非线性维纳过程模型和时变Copula函数的参数辨识;依据赤池信息量准则优选时变Copula函数形式,结合边缘分布推导设备预测的剩余寿命联合分布。通过数值仿真数据和高炉炉壁的实际数据进行验证,结果表明:所提方法得到的剩余寿命平均均方误差相比3个退化特征独立情况降低了8.62%,比静态Copula函数降低了5.57%,比动态贝叶斯网络减少了17.85%;所提方法能够有效表征多退化特征的时变退化相关性对于剩余寿命预测的影响。该方法可为多退化特征设备剩余寿命预测提供一种有效解决方案。 展开更多

关键词 剩余寿命预测 退化特征 时变相关性 时变Copula函数

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气凝胶吸波材料的研究进展

12

作者 王伟超 汪刘应 +2 位作者 刘顾 黄洁 葛超群 《材料导报》 北大核心 2025年第18期234-242,共9页

吸波材料目前在多个领域发挥着重要作用,然而轻量化和宽频吸收仍然是吸波材料研究中的重点和难点。气凝胶所具有的轻质、隔热、耐高温等固有特性,为基于气凝胶的吸波材料提供了多功能、多环境应用的可能性,有望成为新一代理想吸波材料... 吸波材料目前在多个领域发挥着重要作用,然而轻量化和宽频吸收仍然是吸波材料研究中的重点和难点。气凝胶所具有的轻质、隔热、耐高温等固有特性,为基于气凝胶的吸波材料提供了多功能、多环境应用的可能性,有望成为新一代理想吸波材料。本文阐述了气凝胶材料的吸波机制,并系统介绍了碳基、陶瓷基、聚合物基气凝胶吸波材料的特点与发展,分析了基于结构调控、复合与改性、构筑超结构和多功能化的气凝胶吸波材料的优化方法。最后,总结了气凝胶吸波材料所面临的挑战与发展方向,以期为气凝胶吸波材料的研究与实际应用提供参考。 展开更多

关键词 气凝胶 多孔材料 吸波材料 多功能

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基于拉剪试验的NEPE推进剂强度准则

13

作者 刘帆 强洪夫 +2 位作者 王稼祥 王哲君 王学仁 《含能材料》 北大核心 2025年第1期24-31,共8页

为研究应变率和拉剪角度对NEPE推进剂拉剪强度的影响,采用拉剪夹具和蝶形试验件开展了推进剂在5个拉剪角度(0°、30°、45°、60°、90°)和5个应变率下(0.0012、0.0048、0.024、0.12、1 s^(-1))的拉剪试验,获得了... 为研究应变率和拉剪角度对NEPE推进剂拉剪强度的影响,采用拉剪夹具和蝶形试验件开展了推进剂在5个拉剪角度(0°、30°、45°、60°、90°)和5个应变率下(0.0012、0.0048、0.024、0.12、1 s^(-1))的拉剪试验,获得了推进剂在拉剪复合加载作用下拉剪强度随拉剪角度和应变率的变化规律;基于试验结果,利用改进的圆型方程对推进剂的拉剪强度极限进行了描述;并结合双剪统一强度理论,建立了不同应变率下推进剂拉剪强度准则,绘制了相应的推进剂统一强度理论极限面;最后利用建立的推进剂拉剪强度准则来预测了拉剪角度15°和75°下0.12 s^(-1)和1 s^(-1)应变率的拉剪强度,将预测结果与试验数据进行对比,验证了所建拉剪强度准则的有效性。研究表明,随着拉剪角度和应变率的增大,NEPE推进剂拉剪强度逐渐增大;通过对材料参数值进行拟合求解,建立的改进后的圆型方程和统一强度准则能够较好描述不同拉剪角度和应变率下NEPE推进剂的拉剪强度,基于所建强度准则对拉剪角度15°和75°下应变率0.12 s^(-1)和1 s^(-1)的拉剪强度极限的预测值与试验值的误差小于实际处理的容许误差范围15%。 展开更多

关键词 NEPE推进剂 拉剪试验 蝶形试件 强度准则

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水中电爆炸空泡溃灭的冲击特性

14

作者 马有志 吕玺 +4 位作者 刘博 朱革 慕晓刚 周文君 王煊军 《火炸药学报》 北大核心 2025年第8期735-745,I0003,共12页

为了解决现有的传感器和测量方法无法满足水下冲击测量,特别是水下拉伸应力测量的问题,分析了当前最常用的多层结构传感器存在的问题,在压杆传感器原理基础上,建立新型全波形测量装置;以水下电火花爆炸以及产生的空泡溃灭冲击作为测量对... 为了解决现有的传感器和测量方法无法满足水下冲击测量,特别是水下拉伸应力测量的问题,分析了当前最常用的多层结构传感器存在的问题,在压杆传感器原理基础上,建立新型全波形测量装置;以水下电火花爆炸以及产生的空泡溃灭冲击作为测量对象,使用高灵敏度的激光多普勒测速仪(PDV)记录压杆中的压力和张力波形;结合高速摄影,对比了不同距离处空泡溃灭产生的冲击作用波形,并对空泡溃灭冲击作用机理进行了分析,揭示了水中电爆炸以及空泡溃灭冲击作用随着无量纲距离的变化规律。结果表明,新型测量装置能够准确测试到包含拉伸作用的微秒级冲击作用脉冲,水下电爆炸产生的空化泡在溃灭时产生很强的冲击作用,空化冲击的强弱会受到无量纲距离、次生空化等因素的影响。 展开更多

关键词 爆炸力学 水下冲击 压杆传感器 单空泡 压力 张力

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固体火箭发动机药柱结构完整性研究进展 被引量：29

15

作者 侯晓 张旭 +4 位作者 刘向阳 吴艳青 雷鸣 王学仁 王江涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期566-579,共14页

从推进剂及粘接界面力学性能、推进剂及粘接界面失效、发动机药柱及推进剂数值仿真方法、发动机药柱结构试验技术四方面,对药柱结构完整性发展现状进行了全方位多角度的评述,分析了目前固体发动机药柱结构完整性研究所面临的挑战,指出... 从推进剂及粘接界面力学性能、推进剂及粘接界面失效、发动机药柱及推进剂数值仿真方法、发动机药柱结构试验技术四方面,对药柱结构完整性发展现状进行了全方位多角度的评述,分析了目前固体发动机药柱结构完整性研究所面临的挑战,指出未来应重点发展推进剂和粘接界面力学特性及失效的多尺度表征和测试方法、先进数值仿真方法和发动机药柱结构试验技术,以及开发药柱结构完整性评估一体化平台。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 推进剂药柱结构 结构完整性 粘接界面

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城市典型地下人防工程外爆性能评估研究进展 被引量：3

16

作者 王沿朝 赵志鹏 +1 位作者 强洪夫 陈清军 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第32期13633-13648,共16页

“平战结合”背景下城市地下人防工程抗爆防爆需求激增。对城市典型地下人防工程的分类、外爆作用机制和抗爆性能评估三个方面开展综述工作,探讨新时期“平战结合”背景下城市地下人防工程的分类,阐述了城市地下人防工程的外爆作用机制... “平战结合”背景下城市地下人防工程抗爆防爆需求激增。对城市典型地下人防工程的分类、外爆作用机制和抗爆性能评估三个方面开展综述工作,探讨新时期“平战结合”背景下城市地下人防工程的分类,阐述了城市地下人防工程的外爆作用机制,汇总中外城市地下人防工程外爆性能评估的理论方法、模型试验及数值仿真的成果和不足,并进行展望。分析认为,性能评估的重点是复杂外爆打击环境下的精细化多尺度数值模拟及场地爆炸试验;未来可进一步探索包含隔振、新材料等技术的地下人防结构抗爆新技术,并建立典型地下人防工程抗标准化爆性评估方法,研究成果为推动城市地下人防工程抗爆防爆研究提供一定参考。 展开更多

关键词 地下人防工程 外部爆炸 性能评估 防爆 场地爆炸试验

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单轴拉伸下NEPE固体推进剂细观结构演化行为研究 被引量：8

17

作者 李世奇 强洪夫 +3 位作者 陈铁铸 王学仁 王哲君 王广 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期175-182,共8页

为了分析硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether,NEPE)推进剂在单轴准静态拉伸载荷下细观结构演化行为,基于Micro⁃CT对拉伸过程中NEPE推进剂开展了原位观测试验,对NEPE推进剂中高氯酸铵(AP)颗粒和初始缺陷的尺寸、形状等... 为了分析硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether,NEPE)推进剂在单轴准静态拉伸载荷下细观结构演化行为,基于Micro⁃CT对拉伸过程中NEPE推进剂开展了原位观测试验,对NEPE推进剂中高氯酸铵(AP)颗粒和初始缺陷的尺寸、形状等细观结构特征进行了表征,获取了单轴拉伸过程中推进剂细观结构的失效过程,并采用孔隙率对NEPE推进剂细观损伤的变化规律进行了定量分析,基于NEPE推进剂细观尺度上结构的演变规律解释了宏观力学性能变化的原因。结果表明,NEPE推进剂初始缺陷尺寸小、体积占比低,平均值为0.12%。单轴准静态拉伸过程中,NEPE推进剂的细观失效过程主要包括孔洞形核、生长与汇聚3个阶段;AP颗粒的体积分数虽然低,但是由于容易脱湿通常成为细观损伤的起点;当AP发生一定程度脱湿后,奥克托今(HMX)也会出现明显的脱湿,在分析NEPE推进剂细观失效问题时应当考虑HMX脱湿行为的影响。大量细观缺陷的形核与生长是NEPE推进剂宏观力学性能进入非线性段的原因,而细观缺陷的不断汇聚使得宏观应力增加落后于应变增加的现象越来越明显。加载过程中孔隙率呈现出先缓慢增加再急剧增加最后增加趋于平缓的变化趋势,孔隙率的变化规律不仅能够定量地反映NEPE推进剂细观缺陷的演化阶段,与NEPE推进剂宏观力学性能的变化也具有一定的对应关系。 展开更多

关键词 NEPE固体推进剂 细观损伤 单轴拉伸 奥克托今 脱湿

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基于细观参数的HTPB推进剂粘接界面损伤演化数值模拟 被引量：5

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作者 裴书帝 强洪夫 +1 位作者 王学仁 王哲君 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期152-161,共10页

为了研究加载角度对三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂粘接界面细观失效机理的影响,使用微CT对单轴拉伸过程中的粘接界面进行原位扫描与重构,表征其损伤演化过程,然后将细观结构参数与损伤变量引入内聚力模型,得到不同加载角度下粘接界... 为了研究加载角度对三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂粘接界面细观失效机理的影响,使用微CT对单轴拉伸过程中的粘接界面进行原位扫描与重构,表征其损伤演化过程,然后将细观结构参数与损伤变量引入内聚力模型,得到不同加载角度下粘接界面的细观损伤演化过程。结果表明,粘接界面高氯酸铵(AP)颗粒的初始脱湿主要从靠近界面的弱界面层开始,方向沿界面的剪切分力方向。界面破坏形式与剪切角度有关,合力与界面的角度越小,裂纹越容易扩展至推进剂/衬层界面,反之裂纹扩展更容易发生在AP颗粒间。通过与CT试验结果对比,从失效模式与载荷位移关系验证了计算结果的准确性,揭示了不同加载角度下推进剂粘接界面结构的损伤演化规律。 展开更多

关键词 固体推进剂 粘接界面 多角度加载 微CT 细观形貌 损伤演化

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超细HMX的微流体结晶调控及高通量制备

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作者 姜菡雨 徐司雨 +3 位作者 于谨 刘博 赵双飞 王煊军 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期498-505,I0002,共9页

为了实现含能材料晶体微观结构的精确控制,提升超细含能材料的晶体品质和质量一致性,以HMX为研究对象,搭建微流体结晶平台,研究在微尺度条件下流体的流动特性,开展浓度、流量等反应参数条件对超细HMX晶体颗粒形态的影响研究,并进行了超... 为了实现含能材料晶体微观结构的精确控制,提升超细含能材料的晶体品质和质量一致性,以HMX为研究对象,搭建微流体结晶平台,研究在微尺度条件下流体的流动特性,开展浓度、流量等反应参数条件对超细HMX晶体颗粒形态的影响研究,并进行了超细奥克托今(HMX)的批量制备探索。结果表明,与心型芯片相比,涡流型芯片具有更好的传质效果和更薄的边界层效应,更适合于脆性晶体的制备。DMSO作为溶剂时,HMX晶体具有较好的形貌,大小均一,球形度高;当流量比R分别为1、5、10时,HMX的平均粒径分别为8.86、4.14和0.86μm,随着R增大,HMX的粒径逐渐变小,粒径分布变窄;通过改变工艺参数,微流体结晶可实现不同形貌、粒径超细HMX的可控制备;利用多层组合与并联分流的方式,实现了超细HMX的高通量制备,该方法不仅混合效率差异小、产品处理量大且设备整体能耗低,可为高品质窄粒径范围微纳米含能材料的高通量制备提供思路。 展开更多

关键词 物理化学 微流体技术 超细HMX 流体模拟 结晶调控 高通量制备

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HTPB推进剂/衬层单轴拉伸及损伤特性试验研究 被引量：3

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作者 冯伟杰 强洪夫 +2 位作者 王学仁 邹子杰 陆传军 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期478-484,共7页

为研究单轴拉伸过程中固体发动机矩形粘接试件在不同尺寸开口裂纹和加载速率下的力学行为,以及粘接界面在脱粘情况下推进剂/衬层/绝热层细观损伤特性,对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂/衬层矩形粘接试件进行了开口裂纹尺寸15、20、25、35 ... 为研究单轴拉伸过程中固体发动机矩形粘接试件在不同尺寸开口裂纹和加载速率下的力学行为,以及粘接界面在脱粘情况下推进剂/衬层/绝热层细观损伤特性,对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂/衬层矩形粘接试件进行了开口裂纹尺寸15、20、25、35 mm,加载速率3.85、77.14、385.71 mm/min的单轴拉伸试验,分析了矩形粘接试件单轴拉伸的力学性能变化规律,并推导计算了最大抗拉强度以及界面能的变化情况,利用微CT分析了开口裂纹20 mm、77.14 mm/min条件下试件断裂端面细观形貌和内部孔隙特征。结果表明,单轴拉伸情况下矩形试件的力学性能和加载速率有关,开口裂纹尺寸20 mm,加载速率385.71 mm/min加载条件下最大抗拉强度为1.46 MPa,界面粘接能达到17.66 J。推进剂侧断面主要表现为明显的大孔洞,衬层/绝热层一侧断面有明显的空穴、孔隙和颗粒存在。在拉伸过程中推进剂损伤主要表现为颗粒基体脱湿和孔隙汇集,衬层/绝热层,损伤主要表现为大面积的基体撕裂。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 粘接界面 单轴拉伸 细观损伤特性

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