為了分析圓柱形爆炸容器內(nèi)爆炸載荷的分布規(guī)律,利用LS-DYNA軟件對(duì)爆炸容器的內(nèi)爆轟場進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,并探討了圓筒高徑比（H/D）、端蓋短軸與長軸比（a/b）以及端蓋形式對(duì)端蓋處爆炸載荷的影響。結(jié)果表明,沖擊波會(huì)在端蓋壁面上形成二次沖擊波和二次馬赫反射波,使得端蓋中心點(diǎn)的壓力遠(yuǎn)大于爆心環(huán)面上的壓力。隨著H/D的增加,端蓋中心點(diǎn)的超壓峰值和比沖量會(huì)越來越大,當(dāng)H/D=1.5時(shí)達(dá)到最大;隨著a/b的增加,端蓋對(duì)沖擊波的匯聚效應(yīng)更加明顯,導(dǎo)致端蓋中心的超壓峰值和比沖量顯著增大;對(duì)于平板封頭的圓柱形爆炸容器而言,高徑比H/D的增加有利于減小端蓋處的反射超壓和比沖量,但是拐角點(diǎn)會(huì)成為新的危險(xiǎn)點(diǎn)。 

【文章來源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(18)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圓柱形爆炸容器的數(shù)值模型

爆炸試驗(yàn)設(shè)置情況如圖2所示:爆炸容器外殼厚度為22 mm,內(nèi)徑為800 mm,圓筒部分的高度為1 220 mm。上下端蓋均為橢球蓋(長短軸之比為2 ∶1),分別采用法蘭、焊接的方式與圓筒連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)在圓筒的側(cè)壁共設(shè)置了P1、P2、P3、P4四個(gè)測點(diǎn)來測試壁面的反射超壓,其中P1點(diǎn)位于容器1/2高度,每兩個(gè)測點(diǎn)之間的高度差均為150 mm。傳感器選擇CY-YD214T型壓電傳感器,量程0～30 MPa,靈敏度9.52 PC/0.1 MPa,工作溫度-40～150 ℃,適合密閉容器內(nèi)的爆炸壓力測量。圓柱形爆炸容器的內(nèi)爆實(shí)驗(yàn)在野外實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,爆炸容器通過八根地腳螺栓固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,試驗(yàn)臺(tái)周圍有1 m寬的隔震溝,來減小爆炸震動(dòng),降低危害效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)TNT炸藥位于爆炸容器的幾何中心,爆炸過后,通過頂部的泄壓閥將有毒氣體排出實(shí)驗(yàn)室。橢球端蓋與圓柱筒通過法蘭連接,兩片法蘭之間安裝密封墊,采用螺栓緊密固定后,保證整個(gè)爆炸容器的密閉性。

數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)得到的爆炸沖擊波壓力時(shí)程曲線的對(duì)比情況如圖3(a)所示。數(shù)值模擬中沖擊波上升沿與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合,但是正壓作用時(shí)間與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有微小誤差,為了定量的描述二者之間的誤差,對(duì)壓力在正壓作用時(shí)間內(nèi)積分得到比沖量,如圖3(b)所示�？梢灾庇^的看到,實(shí)驗(yàn)點(diǎn)基本上都落于斜率為1的實(shí)線和斜率為0.8的虛線之間,表明比沖量的實(shí)驗(yàn)值更小,誤差基本上在20%以內(nèi)。所以從沖擊波的峰值、正壓作用時(shí)間和比沖量三方面總體來看,數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果吻合程度還是比較好的,因此利用本文中建立的數(shù)值模型,能夠很好的反應(yīng)容器內(nèi)爆炸載荷的作用過程。2 圓柱形爆炸容器內(nèi)壁超壓分布

【參考文獻(xiàn)】：
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