本文關鍵詞：聚脲彈性體夾層防爆罐抗爆性能研究

  更多相關文章： 聚脲彈性體 夾層結構 防爆罐 徑向變形 能量吸收 沖擊波衰減

【摘要】：防爆安全一直都是世界各國普遍關注的主要問題,爆炸產生的沖擊波不僅能造成建筑物等公共設施的破壞,而且會透過建筑物對人身安全構成嚴重威脅。發(fā)展輕型化抗爆性能好的防爆罐一直都是公共場所需要和防護領域追求的目標。夾層結構和新型高分子材料的出現為研究輕型防爆罐提供了新的方向,同時為新型防爆罐的工程運用提供理論依據。本文主要以彈性體夾層防爆罐為研究對象,從防爆罐的最大徑向變形、沖擊波衰減幅度和彈性體夾層吸能情況三個方面分析了防爆罐的抗爆性能。采用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的研究方法來分析防爆罐的抗爆性能。理論分析了沖擊波衰減、彈性體夾層吸能和夾層結構變形的影響因素。采用數值仿真計算了防爆罐的最大徑向變形和沖擊波在彈性體中的衰減情況。通過防爆罐抗爆性能試驗來驗證仿真的正確性。本文主要研究內容包括以下幾個方面：(1)研究了彈性體夾層結構在爆炸載荷作用下的變形機理,推導了沖擊波在彈性體夾層結構復合靶板中的衰減公式,與夾層材料的波阻抗有關；分析了彈性體夾層結構復合靶板在爆炸載荷作用下的吸能特性,推導出彈性體夾層的吸能公式,吸能與夾層厚度有關。(2)運用仿真軟件LS-DYNA模擬了三種不同夾層防爆罐在爆炸載荷下的動態(tài)響應。通過對比得到,聚脲彈性體夾層防爆罐的最大徑向變形最小,吸能特性最好,沖擊波在彈性體夾層防爆罐中衰減幅度最大。綜合考慮這三個因素,因此可認為聚脲彈性體夾層防爆罐的抗爆性能最好。(3)以彈性體夾層防爆罐為研究對象,分析不同藥量、不同彈性體夾層厚度和不同面板背板厚度比其對防爆罐抗爆性能的影響。結果表明,隨著藥量的增大,外面板的徑向變形也相應增大。當內徑不變,彈性體夾層厚度為30mm時,沖擊波衰減幅度最大；當外徑不變,彈性體夾層厚度為30mm時,最大徑向變形最小。通過仿真與理論計算的對比驗證了理論計算的正確性。在減小防爆罐徑向變形方面,采用厚內面板、薄外面板的配置要優(yōu)于薄內面板、厚外面板的配置。(4)為了驗證仿真的正確性,設計了防爆罐抗爆試驗。通過試驗得到了防爆罐的最大徑向變形情況,與仿真結果相比誤差都在10%以內,證明了仿真的正確性。
【關鍵詞】：聚脲彈性體 夾層結構 防爆罐 徑向變形 能量吸收 沖擊波衰減
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X932;TQ317
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 研究目的和意義8-11
• 1.2 夾層結構在抗爆領域應用情況11-14
• 1.2.1 泡沫金屬夾層結構11-12
• 1.2.2 蜂窩夾層結構12-13
• 1.2.3 復合材料夾層結構13-14
• 1.3 聚脲彈性體研究現狀14-15
• 1.4 防爆罐研究現狀15
• 1.5 本文的主要研究內容15-17
• 2 爆炸載荷作用下聚脲彈性體夾層理論分析17-26
• 2.1 彈性體夾層的吸能17-18
• 2.2 沖擊波在夾層結構中的傳播規(guī)律18-21
• 2.3 彈性體夾層結構在爆炸載荷下的變形分析21-24
• 2.4 本章小結24-26
• 3 聚脲夾層防爆罐抗爆性能仿真研究26-58
• 3.1 引言26
• 3.2 有限元模型及網格劃分26-28
• 3.3 材料模型和狀態(tài)方程28-29
• 3.3.1 炸藥的材料模型28
• 3.3.2 空氣的材料模型28
• 3.3.3 聚脲彈性體的材料模型28-29
• 3.3.4 橡膠的材料模型29
• 3.3.5 鋼板的材料模型29
• 3.4 不同夾層結構防爆罐抗爆性能29-44
• 3.4.1 爆炸及防爆罐動態(tài)響應過程分析29-35
• 3.4.2 防爆罐的最大變形分析35-38
• 3.4.3 防爆罐的吸波特性分析38-39
• 3.4.4 防爆罐的吸能分析39-44
• 3.4.5 小結44
• 3.5 不同藥量下防爆罐的抗爆性能44-45
• 3.6 不同夾層厚度防爆罐的抗爆性能45-54
• 3.6.1 防爆罐變形情況分析(外徑不變)46-50
• 3.6.2 防爆罐變形情況分析(內徑不變)50-53
• 3.6.3 仿真與理論計算的對比53-54
• 3.6.4 小結54
• 3.7 不同配置彈性體防爆罐的抗爆性能54-57
• 3.8 本章小結57-58
• 4 試驗研究58-64
• 4.1 防爆罐制備58-60
• 4.2 試驗方法及參數60-61
• 4.3 試驗結果與分析61-63
• 4.4 本章小結63-64
• 5 結束語64-66
• 5.1 總結64-65
• 5.2 不足與展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-72
• 附錄72

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本文編號：713050