隨著哈爾濱日遺化武銷毀基地的竣工,如何運(yùn)送日遺化武已經(jīng)成為較為嚴(yán)重的問題,日遺化武的運(yùn)輸,可能會產(chǎn)生毒氣的泄漏和彈體的爆炸,對城市和運(yùn)輸人員構(gòu)成極為嚴(yán)重的威脅。研制重量較輕且抗爆性能較好的防爆罐,一直是運(yùn)輸日遺化武的主要目的。新型高分子材料復(fù)合結(jié)構(gòu)防爆罐的出現(xiàn)為輕型防爆罐的研究奠定基礎(chǔ),將大大促進(jìn)復(fù)合結(jié)構(gòu)防爆罐抗爆性能的工程應(yīng)用。本文主要以蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)防爆罐為主要研究對象,對防爆罐的最大變形量、蜂窩夾層對沖擊波的衰減幅度和蜂窩夾層對能量的吸收三個方面進(jìn)行研究。采用了理論分析、數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)方法分析了蜂窩夾層結(jié)構(gòu)防爆罐的抗爆性能。其中,基于爆轟物理學(xué)原理分析了爆轟波在蜂窩夾層內(nèi)的傳播規(guī)律,以此為基礎(chǔ)研究蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的吸能效果,并且分析了彈體（紅彈）爆炸驅(qū)動形成破片特性。采用數(shù)值模擬方法分析了防爆罐的最大形變量和沖擊波在蜂窩夾層結(jié)構(gòu)防爆罐中的衰減情況,本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）計(jì)算了紅彈爆炸時破片的初速,對蜂窩結(jié)構(gòu)的理論分析和爆轟波在防爆罐內(nèi)傳播規(guī)律的理論分析:分析了復(fù)合靶板在爆炸載荷下的吸能特性,建立了防爆罐夾層的吸能模型,研究了蜂窩結(jié)構(gòu)獨(dú)有的吸能特性。（2）通過數(shù)值模... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蜂窩Fig.2.1schematicd

第3章防爆罐單層壁厚設(shè)計(jì)與復(fù)合結(jié)構(gòu)厚度匹配優(yōu)化-21-防爆罐主要由防爆罐罐體、連接裝置、閉合裝置三部分組成。根據(jù)防爆罐結(jié)構(gòu)對稱特點(diǎn)仿真模型采用四分之一建模，不僅可以使裝藥便捷，更可以進(jìn)一步減少計(jì)算量。連接裝置、閉合裝置兩部分的四分之一模型，如圖3.1所示。連接裝置閉合裝置圖3.1防爆罐零件圖Fig.3.1Explosionprooftankpartsdrawing連接裝置與罐體上下半球緊密連接在一起，其外沿高為10mm，厚度為30mm，閉合裝置寬為20mm，長為120mm，內(nèi)凹槽深10mm、寬60mm，與連接裝置完全閉合。防爆罐整體結(jié)構(gòu)為球形，內(nèi)徑為1000mm，壁厚為40mm，防爆罐總尺寸直徑為1080mm，如圖3.2所示。圖3.2單層防爆罐模型Fig.3.2schematicdiagramofhoneycombinterlayer3.3材料參數(shù)設(shè)定防爆罐罐體、連接裝置、閉合裝置材料均采用4340鋼。材料參數(shù)見表1。表3.1模型材料參數(shù)Table3.1Modelmaterialparameters組件ρ/(t/m3)E/GPaμ罐體7.892100.3連接處7.892100.3閉合裝置7.892100.3TNT1.6319-

第3章防爆罐單層壁厚設(shè)計(jì)與復(fù)合結(jié)構(gòu)厚度匹配優(yōu)化-22-3.4單層防爆罐仿真分析防爆罐內(nèi)紅彈爆炸的沖擊波對罐體產(chǎn)生沖擊，以下用仿真方法分析罐體對沖擊波的響應(yīng)，分別計(jì)算20mm、30mm、40mm和50mm壁厚的防爆罐在相同爆炸載荷下所產(chǎn)生的應(yīng)力及變形，并分析防爆罐的應(yīng)力集中。3.4.1單層結(jié)構(gòu)防爆罐的應(yīng)力分析通過UG建模軟件建立不同尺寸單層結(jié)構(gòu)防爆罐模型并導(dǎo)入到動力學(xué)仿真軟件Autodyn中，運(yùn)用Autodyn軟件對防爆罐的受沖擊過程進(jìn)行仿真分析。防爆罐容積不變，內(nèi)徑均為1000mm，分別設(shè)定防爆罐壁厚為20mm、30mm、40mm、50mm。由于本文設(shè)計(jì)防爆罐為軸對稱結(jié)構(gòu)，采用1/4模型進(jìn)行仿真分析，防爆罐模型內(nèi)的中心部位為炸藥，罐內(nèi)外添加空氣域，并對各部分進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)置炸藥和空氣部分采用多物質(zhì)ALE算法，防爆罐部分采用拉格朗日算法，并對炸藥采用流固耦合控制，計(jì)算模型如圖3.3所示。圖3.3防爆罐仿真模型Fig.3.3simulationmodelofexplosion-prooftank在Autodyn中依次點(diǎn)擊parts-fill-block選項(xiàng)進(jìn)行炸藥模型建立，炸藥尺寸為100×100×60。因?yàn)檎ㄋ帪殚L方體分布不夠均勻，以至球形防爆罐各點(diǎn)受力不均勻。3.4.2不同壁厚防爆罐抗爆性能分析針對壁厚分別為20mm、30mm、40mm、50mm的球形防爆罐，在4kgTNT爆炸作用下的相應(yīng)特性進(jìn)行數(shù)值分析，仿真過程中監(jiān)測得到的防爆罐不同位置應(yīng)力及位移云圖，如圖3.4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]南京城市地下空間綜合防災(zāi)規(guī)劃研究[J]. 王江波,柴琳,茍愛萍.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]泡沫鋁防護(hù)鋼筋混凝土板的抗爆性能[J]. 高海瑩,劉中憲,楊燁凱,吳成清,耿佳瑩.  爆炸與沖擊. 2019(02)
[3]泡沫鋁硅合金夾層板局部壓縮特性仿真分析[J]. 張華林,趙昂,朱正江,胡曰博.  電子科技. 2019(11)
[4]基于層次分析法（AHP）的公共場所安防指數(shù)評價研究[J]. 李江南.  中國人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[5]復(fù)合結(jié)構(gòu)防爆罐抗爆特性的數(shù)值模擬[J]. 顧文彬,胡亞峰,徐浩銘,劉建青,董勤星,陳學(xué)平.  含能材料. 2014(03)
[6]梯度鋁泡沫夾層結(jié)構(gòu)抗爆性能仿真與優(yōu)化[J]. 亓昌,楊麗君,楊姝.  振動與沖擊. 2013(13)
[7]鋁蜂窩異面壓縮吸能特性實(shí)驗(yàn)評估[J]. 王中鋼,魯寨軍.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[8]泡沫鋁夾芯圓筒抗爆性能研究[J]. 劉新讓,田曉耕,盧天健,梁斌,王伊卿.  振動與沖擊. 2012(23)
[9]破片侵徹鋼/陶瓷/鋼復(fù)合板的特性分析[J]. 孔祥韶,吳衛(wèi)國,李曉彬,徐雙喜,黃燕玲.  解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(02)
[10]泡沫鋁殼對水下爆炸沖擊波衰減的影響[J]. 倪小軍,沈兆武,楊昌德.  含能材料. 2011(03)

博士論文
[1]論國際人道法在中國的實(shí)踐[D]. 孟凡明.中國政法大學(xué) 2011

碩士論文
[1]強(qiáng)動載荷下聚脲涂覆鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)防護(hù)效應(yīng)研究[D]. 賈子健.中北大學(xué) 2019
[2]聚脲彈性體夾層防爆罐抗爆性能研究[D]. 宋彬.南京理工大學(xué) 2016
[3]聚脲彈性體復(fù)合結(jié)構(gòu)抗沖擊防護(hù)性能研究[D]. 許帥.北京理工大學(xué) 2015
[4]橡膠填充蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性能研究[D]. 朱易.南京理工大學(xué) 2014
[5]可變形蜂窩結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析[D]. 趙顯偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]蜂窩材料面內(nèi)沖擊吸能性能優(yōu)化及在電動汽車耐撞性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 孫京帥.大連理工大學(xué) 2013
[7]高性能纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 劉博.長安大學(xué) 2012



本文編號：3051185