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隧道爆破荷载作用下中隔壁动力响应与破坏机理研究 被引量：8
1
作者 侯福金 李术才 +4 位作者 管晓明 蒋庆 周昆 张良 牟犇 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期109-117,共9页
中隔壁结构作为隧道初期支护体系中重要的承载构件,在隧道爆破荷载作用下极易发生损伤开裂和破坏。首先依托双向八车道的港沟高速公路隧道工程,进行爆破荷载作用下中隔壁的动力损伤破坏试验,提出中隔壁支护结构的破坏形态及类型;然后利... 中隔壁结构作为隧道初期支护体系中重要的承载构件,在隧道爆破荷载作用下极易发生损伤开裂和破坏。首先依托双向八车道的港沟高速公路隧道工程,进行爆破荷载作用下中隔壁的动力损伤破坏试验,提出中隔壁支护结构的破坏形态及类型;然后利用ANSYS/LS-DYNA建立隧道爆破与中隔壁支护结构数值模型,采用流固耦合的方法模拟岩体爆破及中隔壁支护结构的动力响应,并考虑单段装药量、爆距等不同因素,研究其对中隔壁破坏模式及形态的影响。研究结果表明:隧道爆破荷载作用下中隔壁破坏形式分为背爆侧混凝土开裂剥落、中心区域混凝土震塌成洞、钢筋网及纵向连接钢筋震坏断裂、钢拱架发生扭曲变形4种类型;中隔壁支护结构在爆破应力波的作用下处于反复拉压状态,并在岩石破碎抛掷冲击的作用下发生破坏,且中隔壁支护结构中心、顶部和底部是结构最易发生损伤的部位;单段装药量和爆距的改变会对中隔壁支护结构的破坏范围和破坏程度产生影响,且结构呈现出不同的破坏形态,与现场试验结果一致;建议隧道爆破施工时爆距控制在40 cm以上,单段药量控制在7.2 kg以下,以减少对中隔壁支护结构的破坏。 展开更多
关键词 隧道工程 动力响应 破坏机理 流固耦合 中隔壁支护结构 破坏形态
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基于异常压力场的火炮身管断裂失效再现数值模拟 被引量：3
2
作者 于情波 杨国来 +2 位作者 葛建立 孙全兆 曹杰 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期80-86,共7页
针对某坦克炮实弹射击出现身管断裂失效的情况,采用问题再现、原因分析、计算分析和效果验证等研究方法,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,以等量TNT爆轰产生的高压气体流场近似代替实际火药气体作用,采用基于显式积分的拉格朗日-欧拉耦合... 针对某坦克炮实弹射击出现身管断裂失效的情况,采用问题再现、原因分析、计算分析和效果验证等研究方法,利用LS-DYNA程序流固耦合算法,以等量TNT爆轰产生的高压气体流场近似代替实际火药气体作用,采用基于显式积分的拉格朗日-欧拉耦合算法解决流体与固体的耦合,建立了高压气体与身管之间相互作用的数值模拟,解决了流体形变引起的计算困难问题。引入Johnson-Cook塑性模型以及断裂失效模型描述身管材料动力学响应,在预置初始裂纹的情况下对身管在异常内压下的动力学响应进行了数值计算及分析。数值模拟结果较好地描述了身管材料在异常压力作用下的断裂失效机理,再现了身管发生撕裂损伤破坏的过程,为火炮使用安全性以及故障分析提供了参考。 展开更多
关键词 火炮身管 流固耦合 拉格朗日-欧拉耦合算法 数值模拟
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小型ACLNG储罐在侵彻和爆炸载荷作用下的动态响应分析 被引量：1
3
作者 孙雁新 王成 +2 位作者 王万里 李涛 杨同会 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第10期12-29,共18页
全混凝土液化天然气(ACLNG)储罐具有广阔的发展前景.储罐受到椭圆形弹体冲击的过程是一个瞬态、强非线性、强耦合的复杂动力学问题.本文建立了小型圆顶ACLNG储罐在侵彻和爆炸载荷作用下的动态响应和损伤的流固耦合数值分析模型.通过与... 全混凝土液化天然气(ACLNG)储罐具有广阔的发展前景.储罐受到椭圆形弹体冲击的过程是一个瞬态、强非线性、强耦合的复杂动力学问题.本文建立了小型圆顶ACLNG储罐在侵彻和爆炸载荷作用下的动态响应和损伤的流固耦合数值分析模型.通过与已有实验数据作对比,验证了自编程拉格朗日-欧拉网格映射算法和虚拟流体欧拉-拉格朗日算法(GEL)的有效性及仿真结果的准确性.探讨了不同炸药、不同起爆点位置的爆炸冲击波传播规律,对比分析了流场中不同位置压力的相对关系.此外,还研究了储罐在不同条件下的损伤特性.结果表明:(1)爆炸后冲击波将会在很短时间内衰减,导致不同位置的压力峰值差异较大;(2)当同一炸药在相同位置起爆时,侵彻形成的破孔有一定的泄压作用;(3)储罐侧壁与顶底板连接处因冲击波汇聚和应力集中更容易损伤破坏,应优先保护. 展开更多
关键词 液化天然气 LNG储罐 拉格朗日算法 爆炸载荷 爆炸冲击波 流固耦合 动态响应分析 压力峰值
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巴润矿水介质间隔装药数值模拟分析 被引量：1
4
作者 邵红光 王德胜 +2 位作者 黄冕 兰盾 马一超 《现代矿业》 CAS 2017年第11期192-195,共4页
在深凹露天矿山台阶爆破过程中,炮孔含水现象普遍,含水炮孔可能会引起顶部大块率高、底部根底多等不良爆破效果。在进行水孔爆破时,不同的水层位置会对爆破结果产生一定的影响。结合巴润矿的实际生产情况,针对水层位于底部、中部时的两... 在深凹露天矿山台阶爆破过程中,炮孔含水现象普遍,含水炮孔可能会引起顶部大块率高、底部根底多等不良爆破效果。在进行水孔爆破时,不同的水层位置会对爆破结果产生一定的影响。结合巴润矿的实际生产情况,针对水层位于底部、中部时的两种情况,基于非线性动力学分析软件LS-DYNA,采用流固耦合算法模型,从数值模拟角度对不同的装药结构进行了分析计算。对比分析了两种情况的计算分析结果,综合分析了单元有效应力云图以及炮孔底部、台阶边坡节点的有效应力最大值,讨论了爆炸后应力波的传播特点以及不同装药结构的优缺点,得出了一些有意义的结论,并给出了完善水孔爆破作业的建议。 展开更多
关键词 深凹露天开采 台阶爆破 水孔爆破 水介质间隔装药 流固耦合算法 数值模拟
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水下环境爆炸对方形水池冲击载荷数值模拟研究
5
作者 陆浩然 孙海亮 +4 位作者 马强 李海涛 于丽晶 马明辉 孙宇新 《强度与环境》 CSCD 2022年第5期12-19,共8页
水下环境爆炸问题属于较为复杂、较难进行试验的科学研究,理论公式对水下环境爆炸相关问题分析能力有限,随着数值仿真技术准确性和精确性的提高,利用数值仿真技术对水下环境爆炸问题进行分析显得尤为重要。开展了爆炸冲击对水池壁面作... 水下环境爆炸问题属于较为复杂、较难进行试验的科学研究,理论公式对水下环境爆炸相关问题分析能力有限,随着数值仿真技术准确性和精确性的提高,利用数值仿真技术对水下环境爆炸问题进行分析显得尤为重要。开展了爆炸冲击对水池壁面作用力数值仿真,采用流固耦合算法和remap技术,将一维楔形爆炸模型映射到三维球体模型中,以较小的计算规模模拟3kg TNT药包在较大水池(9000mm×5000mm×5000mm)内爆炸冲击过程,揭示了爆炸冲击波在水池中发生多次反射机制,得出了水池壁面受力规律,仿真计算与分析验证了本文提出的模型方法的有效性。 展开更多
关键词 水下环境爆炸 试验用水池 冲击波/应力波 数值仿真技术 流固耦合算法
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天然气爆炸荷载作用下地下管廊动力响应规律研究 被引量：18
6
作者 陈长坤 陈杰 +1 位作者 史聪灵 刘晅亚 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1907-1914,共8页
采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,基于流固耦合算法,对地下管廊结构内部燃气爆炸传播过程进行数值模拟,得到爆炸过程中的冲击波以及传播过程、冲击波压力云图,并分析管廊结构的动力响应规律。研究结果表明:气体爆炸后冲击波以平面... 采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,基于流固耦合算法,对地下管廊结构内部燃气爆炸传播过程进行数值模拟,得到爆炸过程中的冲击波以及传播过程、冲击波压力云图,并分析管廊结构的动力响应规律。研究结果表明:气体爆炸后冲击波以平面波形式向外传播,在0.1 s内就传出管廊,冲击波的峰值由爆炸中心向两侧传播过程中逐渐衰减,峰值可达633 k Pa;爆炸中心截面上冲击波在3 ms极短的时间内,发生多次反射,冲击波能量衰减迅速;爆炸荷载作用下,爆炸中心正对的壁面处位移最大,位移呈周期性变化,测点加速度,速度和位移相继抵达峰值,分别为140 m/s^2,0.09 m/s和4 mm;管廊壁面测点的加速度和速度呈周期衰减,加速度衰减快于速度衰减,与冲击波强度的削弱有关。 展开更多
关键词 地下综合管廊 流固耦合算法 燃气爆炸 数值模拟 动力响应
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