有限空间国内外研究现状
时间:2018-03-13 11:25 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 国外开展有限空间内爆炸的试验研究较早[8]。Baker W E[9，10]，Hu W C L等人[11]预测出了在球形结构的容器中，爆炸源在球心，或在偏心时的冲击波荷载的分布。然而当研究对象的几何条件变得更为复杂时，要精确计算其内部空间中爆炸荷载的细节是不可能的，因此人们必须依赖于测试手段。White J J等人[12]基于Bake的研究对球形爆炸容器进行了缩比实验，得到了壳体对中心起爆的弹性应变响应。19537 国内开展有限空间爆炸效应实验研究的时间相对于国外来说，起步较晚。钟方平等人[13]的实验研究了水平封顶的圆柱形双层爆炸容器在爆炸载荷作用下的弹塑性动力响应过程。庞伟宾等人[14]的实验将爆源分别放置在横截面直通道口外、口内及口部处，对这三种条件下的爆炸进行深入研究，建立了能够预计高能炸药在坑道内爆炸的空气冲击波到时的计算公式。李秀地等人[15]研究了冲击波在坑道内的传播过程及规律。他们先后进行了多次坑道口外装药比例模型爆炸试验，充分利用压力传感器记录了坑道中的冲击波波形，并将实验中测得的冲击波波形和冲击波冲量数据拟合出了在坑口外装药的情况下，冲击波冲量沿着坑道传播的工程经验模型。李芝绒等[16]通过实验获取了空气和氮气环境中温压炸药和TNT的爆炸效应参数的特性。李媛媛等[17]测量了炸药在铝含量不同的情况下的爆炸场温度和压力参数，认为在半密闭空间内，壁面的超压曲线不同于自由场超压测量曲线，铝含量的增加可使压力作用时间、爆炸场温度及温度对环境的作用时间都有显著的提升。 Astbury[18]等在普通房间规模的有限空间内进行了爆炸试验研究，发现冲击波遇到固壁会发生正反射以及马赫反射，因此壁面附近的压力会有突然的增加，在超压曲线上表现为一个陡峭的压力峰值。而冲击波在经过弯曲巷道时，会发生复杂反射导致局部压力升高，其衰减速度也会因此减慢。当冲击波遇到转角时的情况也比较复杂，首先在转弯前角会发生绕射，遇到后壁又会有强烈的反射作用，这都使空间的压力分布发生变化，因此研究冲击波在有限空间的传播是非常必要和有意义的。 有限空间数值模拟 关于一般爆炸流场的计算国内外学者已经先后进行了广泛的研究，但是直到1981年才由Zhdan S A [19]直接针对球形爆炸容器利用数值模拟研究了凝聚相炸药在其内部产生的爆炸流场。随着计算爆炸力学的发展，越来越多的学者利用有限元软件研究温压炸药在有限空间内的爆炸特性。Kuhl[20]通过建立一种考虑PETN爆轰产物与空气的后燃反应、燃料（Al或者TNT的爆轰产物）与空气的燃烧反应的温压炸药能量评价模型，模拟了1.5g温压炸药在5种不同管道（体积6.6-40L，长径比1-12.5）中的传播过程，模拟结果与实验结果一致性较好。而国内在很长一段时间后才开展有限空间内爆炸流场的数值模拟研究，但是也取得了一定的研究成果。比如饶国宁等人[21]对圆柱形容器在内部爆炸载荷作用下的动力响应过程进行了数值模拟研究，分析和对比了壳体和封头不同位置的压力响应，为爆炸容器的设计和防护经验提供了可靠的科学依据。陈昊[22]等利用LS-DYNA有限元程序与三文数值模拟分析了爆炸冲击波在有限空间内的传播过程。李世民[23]等人基于二次反应理论，采用显式动力分析程序AUTODYN，将温压炸药与常规的高能炸药相互对照比较，研究了含铝温压炸药坑道内爆炸空气冲击波的特征及其传播规律。 炸药爆轰产物的状态方程选用JWL-Miller状态方程，该方程作为动力学状态方程是很典型的一种，它不显含化学反应并通过实验来确定参数，所以也是一种经验状态方程，能比较精确地描述爆轰产物的膨胀驱动做功过程。目前对温压药剂爆炸效应的研究主要依赖实验手段，为了掌握温压炸药的爆炸超压与冲量的分布，采用AUTODYN程序对温压炸药爆炸场超压进行数值模拟是一个好的选择，从而全面展现温压炸药的爆炸过程。但是他们的研究没有指出温压炸药在有限空间条件下所具有的显著后燃效应。 (责任编辑：qin) |