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芳纶纤维平纹织布在爆炸载荷下的动态响应与失效行为的数值分析 被引量：6
1
作者 冯振宇 姜超 +2 位作者 高斌元 解江 裴惠 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2021年第11期1113-1125,共13页
为了研究柔性纤维织布的抗爆性能,通过数值模拟的方法对芳纶纤维织布在爆炸冲击下的响应与失效行为进行了分析.对国产芳纶纤维织布H1000D-AP220进行了力学性能试验,建立了柔性平纹织布的本构模型和爆炸冲击数值分析模型,对不同厚度不同... 为了研究柔性纤维织布的抗爆性能,通过数值模拟的方法对芳纶纤维织布在爆炸冲击下的响应与失效行为进行了分析.对国产芳纶纤维织布H1000D-AP220进行了力学性能试验,建立了柔性平纹织布的本构模型和爆炸冲击数值分析模型,对不同厚度不同铺层角度织布进行了爆炸冲击数值分析,获得了织布在不同爆炸载荷下的动态响应和失效模式•结果表明,织布在爆炸冲击载荷下主要表现为中心撕裂破孔和简支边界处拉伸撕裂2种典型的失效模式,并伴有明显褶皱,宽度方向出现织布向内侧收缩翻转现象;相比于中间层织布,迎爆面和背爆面吸能较多;在计算分析中改变了织布的层叠角度,获得了更好的抗爆效果. 展开更多
关键词 芳纶纤维织布 爆炸冲击 动态响应 失效模式 数值分析
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高性能纤维织物抗爆性能试验研究 被引量：3
2
作者 解江 姜超 +2 位作者 高斌元 傅博宇 冯振宇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期35-43,共9页
为了探究柔性纤维织布的抗爆性能,试验研究了织布在爆炸冲击载荷下的响应与失效行为。对芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维3种单一纤维织布进行了爆炸冲击试验,并与3种织布的混杂层叠形式进行了对比。进一步对不同厚度混杂织布的... 为了探究柔性纤维织布的抗爆性能,试验研究了织布在爆炸冲击载荷下的响应与失效行为。对芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维3种单一纤维织布进行了爆炸冲击试验,并与3种织布的混杂层叠形式进行了对比。进一步对不同厚度混杂织布的抗爆能力进行了评估。结果表明:织布在爆炸冲击载荷下主要表现为破孔、织布撕裂、纱线拉脱和烧蚀等失效模式;相同厚度下,混杂织布和芳纶织布对超压的衰减能力优于超高分子量聚乙烯纤维织布和碳纤维织布;碳纤维织布不适合单独作为抗爆材料,超高分子量聚乙烯纤维织布受温度影响较大,不适合作为迎爆面。 展开更多
关键词 高性能纤维 混杂织布 爆炸冲击 动态响应 失效模式
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民用飞机驾驶舱保护适航技术研究 被引量：1
3
作者 马健 高斌元 解江 《中国民航大学学报》 CAS 2021年第5期61-64,共4页
驾驶舱保护对保障民用航空运输安全具有重要意义。首先,基于适航条款修订背景研究了驾驶舱抵御入侵、抵御穿透和烟雾保护的相关适航要求及建议的符合性验证方法;其次,分析了驾驶舱保护适航技术在舱门设计、监视系统及烟雾保护方面的发... 驾驶舱保护对保障民用航空运输安全具有重要意义。首先,基于适航条款修订背景研究了驾驶舱抵御入侵、抵御穿透和烟雾保护的相关适航要求及建议的符合性验证方法;其次,分析了驾驶舱保护适航技术在舱门设计、监视系统及烟雾保护方面的发展及应用;最后,提出了民用飞机型号适航取证中在舱门设计、监视系统及烟雾保护方面需要关注的问题,可为民用飞机设计及合格审定提供支持。 展开更多
关键词 民用飞机 驾驶舱保护 适航 符合性验证
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爆炸载荷下机织物的动态响应与失效行为 被引量：4
4
作者 解江 高斌元 +2 位作者 甄婷婷 姜超 冯振宇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4949-4960,共12页
为探究爆炸载荷下纤维织物的动态响应与失效行为,对3种平纹纤维织物进行了准静态及高应变率拉伸试验,获取了织物的力学性能参数,建立了织物材料的本构模型。采用任意欧拉-拉格朗日算法(ALE)算法,建立了织物爆炸冲击数值分析模型,研究了... 为探究爆炸载荷下纤维织物的动态响应与失效行为,对3种平纹纤维织物进行了准静态及高应变率拉伸试验,获取了织物的力学性能参数,建立了织物材料的本构模型。采用任意欧拉-拉格朗日算法(ALE)算法,建立了织物爆炸冲击数值分析模型,研究了爆炸载荷下纤维织物的动态响应过程和失效模式,并与试验结果进行了对比,验证了模型的有效性,得到了织物的变形峰值与比例距离之间的关系以及混杂层叠织物中各织物的吸能量。结果表明,3种织物表现出不同程度的应变率敏感性,芳纶和超高分子量聚乙烯(Ultrahigh molecular weight polyethylene,UHMWPE)纤维织物的失效应变和极限强度都随应变率的增加而增大,应变率效应明显,碳纤维织物的极限强度略有增加,应变率效应不明显。数值分析得到了与试验相同的织物失效模式:中心破孔和简支边界撕裂。在所研究工况范围内,织物的变形峰值与比例距离成反比例关系,且变形峰值超过39 mm时背爆面织物会发生失效;UHMWPE纤维织物层的比吸能达到24.7 J/g,分别是芳纶织物和碳纤织物的4.3倍和8.5倍。 展开更多
关键词 纤维织物 爆炸冲击 数值分析 动态响应 失效行为
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芳纶和超高分子量聚乙烯纤维织物的铺层方式和混杂比对爆炸载荷动态响应影响研究
5
作者 冯振宇 甄婷婷 +1 位作者 高斌元 解江 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第10期37-46,共10页
为探究芳纶纤维和超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)纤维织物的抗爆特性,采用LS-DYNA R11建立了纤维织物爆炸冲击有限元仿真分析模型,并通过对比纤维织物爆炸试验中织物的动态响应、失效模式和测点... 为探究芳纶纤维和超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE)纤维织物的抗爆特性,采用LS-DYNA R11建立了纤维织物爆炸冲击有限元仿真分析模型,并通过对比纤维织物爆炸试验中织物的动态响应、失效模式和测点超压曲线验证了模型的有效性。等面密度条件下,在同一爆距和当量下对不同层叠方式和层叠比例的织物进行爆炸冲击数值分析,从失效模式、超压衰减能力两个方面进行抗爆能力分析,结果表明,先A后B式铺层与AB交替铺层两种层叠方式相比,前者能够更好地阻挡冲击波超压。不考虑爆炸火球影响的情况下,织物的抗爆能力随UHMWPE织物的比例增大而不断增强。在层叠数为12层时,混叠织物抗爆结构采用迎爆面6层芳纶织物、背爆面6层UHMWPE织物的组合形式抗爆性能最佳。 展开更多
关键词 纤维织物 爆炸冲击 动态响应 铺叠方式 混杂比 复合材料
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纤维织物袋的内爆响应与抗爆性能
6
作者 解江 高斌元 +2 位作者 蒋逸伦 潘汉源 冯振宇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期2441-2450,共10页
针对小型简易爆炸装置,设计了芳纶和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物防爆袋,开展了织物袋内爆试验,同时建立了织物袋内爆数值分析模型。从外部超压和临界厚度两个角度对比了两种材料织物袋的抗爆能力,分析了初始内爆距离和织物袋厚度... 针对小型简易爆炸装置,设计了芳纶和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维织物防爆袋,开展了织物袋内爆试验,同时建立了织物袋内爆数值分析模型。从外部超压和临界厚度两个角度对比了两种材料织物袋的抗爆能力,分析了初始内爆距离和织物袋厚度对织物袋抗爆性能的影响。结果表明:内爆载荷下织物袋的主要失效模式为中心区域破孔和封口拉链失效。在20~100 g药量范围内,织物袋的临界厚度与药量近似呈线性增长关系。同一药量下,芳纶织物袋的临界厚度明显大于UHMWPE织物袋,在不考虑爆炸火球对织物烧蚀的影响时,UHMWPE织物袋具有更好的抗爆效果。厚度相同时,芳纶织物袋外部的超压峰值更小,表明芳纶织物袋的超压衰减能力更强。随着织物袋初始内爆距离的增大,织物袋的临界厚度减小。织物袋外部一定范围内存在高于人体能够承受的超压,以30 g TNT、3 mm厚芳纶织物袋为例,在距织物袋中心665 mm处的超压为34.2 kPa,超过鼓膜损伤阈值。 展开更多
关键词 纤维织物袋 内爆载荷 动态响应 冲击波超压 有限元模型
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