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爆炸与冲击

爆炸与冲击

2024年01期

《爆炸与冲击》创办于1981年7月，由中国力学学会主办，是我国爆炸力学与冲击动力学领域的专业性学术期刊。目前为月刊，现任主编为刘仓理院士。

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封面文章 | 结构刚塑性动力解的弹性补偿

封面文章 | 结构刚塑性动力解的弹性补偿

摘要：近年来，我国学者以膜力因子法和饱和分析方法相结合为理论工具，对梁、板等结构件在脉冲载荷作用下的塑性大变形行为作了全面深入的研究，为脉冲加载下结构的最终挠度提供了优于历史上各种刚塑性近似解的最佳刚塑性预测公式。然而，由于实际工程应用中金属结构弹塑性动力响应的复杂性和数值模拟的局限性，与考虑材料弹性效应的结果相比，刚塑性解对脉冲加载下结构所预测的最终挠度的误差有多大，是一个亟待解决的关键问题。
爆炸物理 | 火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测

爆炸物理 | 火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测

摘要：双钢板-混凝土组合墙（steel-concrete composite wall， SC wall）常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件，其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此，针对火灾下SC 墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先建立了SC 墙在火灾与冲击耦合作用下的有限元模型，在验证模型可靠性基础上，开展了火灾下SC 墙抗冲击机理的分析；然后研究了轴力、
爆炸物理 | 泡沫铜对密闭管道内合成气爆炸特性影响的实验研究

爆炸物理 | 泡沫铜对密闭管道内合成气爆炸特性影响的实验研究

摘要：为研究泡沫铜孔隙密度和H2 体积分数对合成气爆炸特性的影响，在封闭的管道中安装了孔隙密度为15、25 和40 ppi 的泡沫铜，实验分析了当量比为1 的合成气-空气在不同H2 体积分数时的火焰结构、尖端速度和超压等参数变化规律。实验结果表明：火焰在泡沫铜上游的行为是受“郁金香”火焰形成过程的影响，泡沫铜对其没有影响。但是孔隙密度和H2 体积分数的改变不仅会影响“郁金香”火焰的形成时间，还会
爆炸物理 | 环境温度对TATB/RDX 传爆药起爆及驱动性能的影响

爆炸物理 | 环境温度对TATB/RDX 传爆药起爆及驱动性能的影响

摘要：为了获得环境温度对TATB/RDX 传爆药起传爆性能及驱动性能的影响特性，采用激光多普勒测速技术及瞬态太赫兹波多普勒干涉测速技术，对TATB/RDX 传爆药在隔层起爆条件下的起爆、传播及驱动性能开展实验研究，获取了–45～70 ℃ 温度环境中TATB/RDX 传爆药的到爆轰距离、爆轰反应区时间宽度、爆轰传播速度及驱动飞片的飞行速度曲线。结果表明： TATB/RDX 传爆药的到爆轰距离及爆轰
冲击动力学 | Kevlar29 纱线动态拉伸力学性能与本构方程

冲击动力学 | Kevlar29 纱线动态拉伸力学性能与本构方程

摘要：为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为，进行了Kevlar29 纱线的准静态和动态拉伸试验，结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法，获得了Kevlar29 纱线在不同应变率下的应力-应变曲线，分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程，揭示了Kevlar29 纱线力学性能的应变率效应；通过最小二乘法拟合得到了基于纱线应变率效应的黏弹性本构方程，分析了三元件和五元件本构模型的差异及
冲击动力学 | 考虑微结构特征的陶瓷材料含损伤本构模型

冲击动力学 | 考虑微结构特征的陶瓷材料含损伤本构模型

摘要：为了研究不同微结构陶瓷材料的冲击破坏特征，以从微结构角度出发、描述陶瓷材料非弹性变形和断裂行为的Deshpande-Evan 模型为基础构建本构模型，计算了无约束条件下材料的应力状态。为了验证改进模型的有效性，将VUMAT 子程序编程方法将与ABAQUS 有限元软件相结合，并将其应用于典型陶瓷材料（ YAG 透明陶瓷）冲击破坏过程的分析模拟。采用改进模型分析应变率、应力三轴度、晶粒尺寸及初
冲击动力学 | 高应变率载荷下纯钛的非连续冲击疲劳失效模型及其微观机理

冲击动力学 | 高应变率载荷下纯钛的非连续冲击疲劳失效模型及其微观机理

摘要：基于传统的分离式霍普金森拉杆系统，设计了应变控制的冲击疲劳寿命测试实验，研究了冲击疲劳加载下纯钛的微观演化机制及冲击疲劳对材料宏观力学行为的影响。通过对不同冲击疲劳试验阶段的试样开展准静态力学性能测试，借助扫描电子显微镜（scanning electron microscope， SEM）和电子背散射衍射（electron backscatter diffraction，EBSD）
冲击动力学 | ZL114A 铝合金本构关系与失效准则参数的确定

冲击动力学 | ZL114A 铝合金本构关系与失效准则参数的确定

摘要：针对航空发动机机匣材料ZL114A 铝合金，构建描述该材料在较大温度范围下大变形及失效行为的材料模型。通过万能试验机及分离式霍普金森压杆试验装置测试ZL114A 铝合金在常温准静态、高温和高应变率下的力学性能，分析温度和应变率对材料流动应力的影响。采用有限元程序和优化算法反求25～375 ℃ 内材料的硬化参数，结合高应变率（1 310～5 964 s−1）下材料的动态行为关系，构建包含塑
冲击动力学 | 恒定高应变率拉伸条件下泡沫金属力学性能

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摘要：为了探究泡沫金属恒定应变率动态拉伸力学行为，基于3D Voronoi 模型，采用双向拉伸加载方式和1.55 倍等效胞孔直径高度的试件，实现了5 000 s−1 恒定高应变率动态拉伸条件下泡沫金属力学性能测试数值模拟实验，模拟结果显示：动态拉伸过程满足应力均匀性和变形均匀性要求，且试件破坏位置合理；在恒定应变率（0.5～5 000 s−1）动态拉伸时，泡沫金属的破坏应变基本不受应变率的影响；
冲击动力学 | 空心弹高速入水机理及特性数值模拟研究

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摘要：为分析空心弹高速入水的机理及其特性，基于雷诺时均Navier-Stokes 方程、VOF（volume of fluid）多相流模型、Realizable k-ε 湍流模型，引入Schnerr-Sauer 空化模型和重叠网格技术对空心弹高速入水进行数值模拟研究，获得了通孔孔径和头部形状对空心弹的空化特性、空泡形态和入水运动特性的影响规律。研究显示数值计算的空泡形态和入水速度、位移曲线与实验
应用爆炸力学 | 钢筋混凝土梁冲击动力响应和破坏模式转化试验研究

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摘要：随着结构配置和冲击能量等主要影响因素的变化，钢筋混凝土梁的冲击动力响应和破坏模式会发生转化。开展不同配置的钢筋混凝土梁的落锤冲击试验，综合测量获得冲击力、支座反力、钢筋与混凝土应变、冲击局部与结构整体变形等参数，重点分析不同混凝土强度、不同纵筋/箍筋配置以及不同冲击速度对钢筋混凝土梁的动力响应以及破坏模式的影响规律。试验表明：低速撞击下钢筋混凝土梁的位移峰值、残余位移随冲击速度的提高而增大
应用爆炸力学 | 侵彻爆炸作用下钢纤维混凝土结构的破坏模式

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摘要：基于大口径发射平台进行了155 mm 杀伤爆破榴弹毁伤钢纤维混凝土结构的试验，得到了打击不同位置时结构的破坏情况；结合LS-DYNA 数值模拟，分析了不同打击位置和不同命中速度下钢纤维混凝土结构的毁伤效应，讨论了侵彻与爆炸联合作用下钢纤维混凝土结构的损伤过程和破坏模式。结果表明：钢纤维混凝土结构在155 mm 榴弹作用下，配置钢筋的顶板和侧墙发生较轻的爆炸成坑破坏，无配筋的前墙发生严重的爆
应用爆炸力学 | 近场近地爆炸下建筑柱爆炸荷载分布规律及简化模型

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摘要：为了快速评估近场近地爆炸荷载下建筑柱的动力响应和破坏模式，通过数值仿真方法，探究了近场近地爆炸工况下冲击波在建筑柱迎爆面的分布规律，并提供了该工况下的爆炸荷载简化模型。为此，首先利用已有实验数据验证数值模型，并建立典型近地近场爆炸工况的数值模型，然后研究比例爆距和比例爆高对建筑柱冲击波特征参数的影响规律，最后拟合出柱迎爆面反射冲量和正相超压持续时间的计算公式，将柱迎爆面各点爆炸荷载转化为等
应用爆炸力学 | 颗粒群冲击诱导光伏电池性能衰减的特性与机理

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摘要：光伏电池由于具有较高的光电转化效率，在沙漠等太阳能充足的地方被广泛应用。但在沙尘长期冲击的环境下，光伏电池内部结构易出现累积损伤，使光电转化效率大幅降低。因此，研究颗粒群冲击条件下光伏电池的力-电行为具有重要意义。基于分离式霍普金森压杆，发展了一种驱动较大尺寸颗粒群高速冲击的实验方法，并系统测量了不同冲击条件下，多晶硅光伏电池的损伤行为与光电转化性能衰减规律。研究结果表明，随着颗粒直径、冲

爆炸与冲击

目录

封面文章 | 结构刚塑性动力解的弹性补偿

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冲击动力学 | Kevlar29 纱线动态拉伸力学性能与本构方程

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冲击动力学 | ZL114A 铝合金本构关系与失效准则参数的确定

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应用爆炸力学 | 钢筋混凝土梁冲击动力响应和破坏模式转化试验研究

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应用爆炸力学 | 颗粒群冲击诱导光伏电池性能衰减的特性与机理

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