针对爆炸容器初始设计常用的动力系数法存在的设计余量过大问题,通过将Johnson-Cook本构模型的应变率项纳入结构振动方程,推导出考虑应变率效应的等效静载荷计算方法。采用本文方法及常规动力系数法对不同半径的球形容器在1 kg TNT炸药...针对爆炸容器初始设计常用的动力系数法存在的设计余量过大问题,通过将Johnson-Cook本构模型的应变率项纳入结构振动方程,推导出考虑应变率效应的等效静载荷计算方法。采用本文方法及常规动力系数法对不同半径的球形容器在1 kg TNT炸药加载下的壁厚进行了理论设计,并通过高置信度数值模型对两种方法所设计的容器的结构响应进行了数值计算。结果显示,两种方法所设计的容器均在弹性范围,但是本文方法的容器壁厚更小、结构应力更大。这表明通过考虑应变率效应,本文方法可合理降低设计载荷以减小设计余量,进而更充分地发挥材料与结构的力学性能,并可用于金属爆炸容器的初始设计。展开更多
基于100 mm SHPB试验平台,对吸水红砂岩试样进行不同应变率下冲击压缩试验,对比干燥试样试验结果,探究了水-岩耦合作用下动态抗压强度、变形及单元可释放弹性应变能We的应变率相关性,得出:在水-岩-动力的耦合中,岩石强度的应变率强化...基于100 mm SHPB试验平台,对吸水红砂岩试样进行不同应变率下冲击压缩试验,对比干燥试样试验结果,探究了水-岩耦合作用下动态抗压强度、变形及单元可释放弹性应变能We的应变率相关性,得出:在水-岩-动力的耦合中,岩石强度的应变率强化作用和水的劣化作用同时存在,但应变率强化作用占主导地位;裂隙水对岩石强度的应变率效应有强化作用,并且这种强化作用随着应变率的增大而增强;岩石的峰值应变在水的耦合作用下应变率效应更为显著;当应变率超过某一阈值时,吸水试样在弹性变形阶段更加容易变形,弹性模量降低,而在冲击作用下,裂隙水阻碍裂纹发展,试样抵抗变形的能力增强,变形模量线性增加;水-岩耦合作用下We对应变率更为敏感,与干燥试样的WDe相比,WWe随着应变率的增加而增长更为迅速。展开更多
文摘针对爆炸容器初始设计常用的动力系数法存在的设计余量过大问题,通过将Johnson-Cook本构模型的应变率项纳入结构振动方程,推导出考虑应变率效应的等效静载荷计算方法。采用本文方法及常规动力系数法对不同半径的球形容器在1 kg TNT炸药加载下的壁厚进行了理论设计,并通过高置信度数值模型对两种方法所设计的容器的结构响应进行了数值计算。结果显示,两种方法所设计的容器均在弹性范围,但是本文方法的容器壁厚更小、结构应力更大。这表明通过考虑应变率效应,本文方法可合理降低设计载荷以减小设计余量,进而更充分地发挥材料与结构的力学性能,并可用于金属爆炸容器的初始设计。
文摘基于100 mm SHPB试验平台,对吸水红砂岩试样进行不同应变率下冲击压缩试验,对比干燥试样试验结果,探究了水-岩耦合作用下动态抗压强度、变形及单元可释放弹性应变能We的应变率相关性,得出:在水-岩-动力的耦合中,岩石强度的应变率强化作用和水的劣化作用同时存在,但应变率强化作用占主导地位;裂隙水对岩石强度的应变率效应有强化作用,并且这种强化作用随着应变率的增大而增强;岩石的峰值应变在水的耦合作用下应变率效应更为显著;当应变率超过某一阈值时,吸水试样在弹性变形阶段更加容易变形,弹性模量降低,而在冲击作用下,裂隙水阻碍裂纹发展,试样抵抗变形的能力增强,变形模量线性增加;水-岩耦合作用下We对应变率更为敏感,与干燥试样的WDe相比,WWe随着应变率的增加而增长更为迅速。
基金The National Natural Science Foundations of China(11372292)The Defense Industrial Technology Development Program(B1520132004)The Science and Technology Fund of CAEP(2013A0203006)
