發(fā)布時間：2020-06-25 15:37

【摘要】：本文以數(shù)值計算和試驗相結(jié)合的方法研究了液壓水錘形成過程、液體內(nèi)氣腔特性、壓力分布、破片速度衰減規(guī)律、容器壁面的變形以及充液容器內(nèi)液體填充量、破片撞擊動能和液體介質(zhì)類型對液壓水錘效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:破片穿透充液容器前壁面后,撞擊水面形成一個半球面波并沿著破片運(yùn)動方向向前傳播;且初始沖擊波波陣面上不同方位處壓力不等。破片在水中的運(yùn)動規(guī)律可以按指數(shù)衰減表示;在破片后方形成圓錐形氣腔,其直徑和長度隨破片的運(yùn)動而增大,氣腔長徑比先隨破片運(yùn)動而增大,最終趨于4.77～4.84之間。破片頭部的壓力最大,兩側(cè)的壓力沿破片運(yùn)動方向是對稱分布的;隨著破片水中運(yùn)動,液體內(nèi)的壓力增大。破片撞擊動能不同,充液容器前后壁面的破壞程度不同。隨著破片撞擊動能的增大,容器前后壁面的破壞程度可分為3個等級,即破片撞擊動能小于1191J時,前后壁面均未出現(xiàn)裂紋;破片撞擊動能介于1191J和8152J之間時前壁面沒有出現(xiàn)裂紋,后壁面出現(xiàn)裂紋;破片動能大于8152J時,前后壁面均出現(xiàn)裂紋,且后壁面呈花瓣式開裂。充液容器的前后壁面的最大變形量隨破片撞擊動能的增加而增大。且破片撞擊動能越高,充液容器壁面出現(xiàn)的總裂紋數(shù)量越多。破片撞擊分別裝滿水、柴油和航空煤油容器的過程中,裝有水介質(zhì)的容器內(nèi)的液壓水錘對容器的破壞最嚴(yán)重,柴油次之,裝有航空煤油的容器壁面破壞程度最小。容器內(nèi)充液比的升高,液壓水錘對壁面的破壞作用逐漸增強(qiáng)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ410.33
【圖文】：

１緒論逡逑１．１液壓水錘及其研究意義逡逑殺爆類戰(zhàn)斗部爆炸會形成高速破片，當(dāng)破片撞擊充液容器（如圖１．１所示，包括飛逡逑機(jī)與車輛的油箱、輸油管道以及油罐車等）時產(chǎn)生水錘效應(yīng)，該效應(yīng)能大幅度增強(qiáng)破片逡逑對容器的毀傷能力，不少飛機(jī)損失于該類破片撞擊油箱形成的液壓水錘效應(yīng)［１４］。逡逑＿翻＿＿逡逑圖ｌ．ｉ充液容器圖逡逑高速物體（如圓柱形或球形破片等）撞擊裝有燃料和未裝燃料的容器時，即使燃料逡逑不被引燃的情況下，前者壁面的破壞非常嚴(yán)重。如圖１．２所示［５，６１�？梢姡簤核N對容逡逑器結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的破壞效應(yīng)。逡逑＿邐＿逡逑（ａ）有水錘效應(yīng)時的毀傷情況邐（ｂ）無水錘效應(yīng)時的毀傷情況逡逑圖１．２有無水錘效應(yīng)的容器毀傷圖逡逑飛機(jī)與車輛的油箱等充液容器的毀傷程度直接決定了容器內(nèi)燃料的損失量。高速破逡逑片撞擊油箱等充液容器時，若容器前后壁面只有圓孔均未出現(xiàn)裂紋時，容器內(nèi)燃料通過逡逑容器前后壁面上的小孔向外漏液；前后壁面均出現(xiàn)裂紋時，容器內(nèi)燃料則通過前后壁面逡逑上大孔向外漏液，即充液容器前后壁面均出現(xiàn)裂紋時，充液容器的毀傷程度更高。因此，逡逑液壓水錘對裝有液體容器結(jié)構(gòu)的毀傷機(jī)理研宄可以得到破片大小和撞擊動能等與容器逡逑壁面毀傷的關(guān)系

論碩士學(xué)位論（６０６３－Ｔ５）方管來模擬機(jī)翼油箱受到撞擊。在鋁管中分別填充１００％、７５％和６０％，用來研宄鋁管內(nèi)充液比對液壓水錘現(xiàn)象的影響。在方管上放置五個應(yīng)變片并在安裝了兩個壓力傳感器來記錄試驗中方管壁面的變形和液體內(nèi)壓力的變化，用高機(jī)記錄空腔形成的過程。試驗裝置如圖１．３所示，破片在充水７５％的容器中的運(yùn)１．４所示，并且完整的記錄了液壓水錘的過程。可以看到?jīng)_擊階段，一個很強(qiáng)的作用在方管壁面上，拖拽階段和空化階段持續(xù)的時間大于沖擊階段持續(xù)的時間。水中運(yùn)動時將動能傳遞給水，同時方管壁面產(chǎn)生最大的塑性變形。且不同速度的擊充液方管產(chǎn)生的水錘效應(yīng)也不同，撞擊速度越大，沖擊階段產(chǎn)生的壓力脈沖越拽階段氣腔的膨脹越快。然而高速破片撞擊液體填充率低的方管，只在破片路徑鄰區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生永久變形。復(fù)合材料因其具有高強(qiáng)度低密度的特性，近年來在航空域廣泛應(yīng)用，因此，液壓水錘效應(yīng)對復(fù)合材料的影響也越來越受重視［５１￣５５］。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號：2729354