基于ANSYS/LS-DYNA舱体抗爆炸分析

瓦斯爆炸产生的强大的爆炸冲击波会使救生舱板壳结构发生一定程度的塑性变形,甚至发生倾倒和扭曲,破坏严重时将失去保护作用。通过ANSYS/LS-DYNA对舱体结构进行了抗爆分析,为救生舱结构设计提供了有利支持。     

接受矿难教训不忘水运安全

去年10月以来,我国相继发生了几起大型煤矿瓦斯爆炸事故,更让人感到震惊,心情也十分沉重.     

淤泥质和粉沙质海岸分类标准研究*

在海岸性质分类标准研究成果的基础上,根据黏粒含量15%～25%泥沙水力特性试验成果,引入黏粒含量作为间接、量化指标开展淤泥质和粉沙质海岸分类标准深化研究。分析表明,中值粒径大于0.10 mm、黏粒含量几乎等于0%的海岸属于沙质海岸;中值粒径介于0.03～0.10 mm、黏粒含量小于10%的海岸属于粉沙质海岸;中值粒径小于0.03 mm、黏粒含量大于等于25%的海岸属于淤泥质海岸,黏粒含量介于10%～25%的海岸定名为淤泥质与粉沙质过渡区海岸。研究成果为国内外淤泥质海岸研究在海岸工程的应用上提供了新的研究实例。     

铜仁地区钒矿物质组份研究

钒矿石的主要化学成份为SiO2和Al2O3,有机质总量一般为3.24%～10%,其次为TFe1.85%～3.25%,绝大部分V2O5含量均在1%左右,少部分大于2%;伴生元素以Mo、Ag、Cu、TiO2、P2O5、Ni、Co为主。     

粉尘爆炸及“杂混合物”对其特性的影响

在工业粉体加工、装卸、储运和处理的过程中,时有爆炸火灾的发生,因粉体静电,尤其是含不份较低的碳氢化合物粉体及绝缘性高的高分子化合物粉粒的静电引起的爆炸占有一定的比例。作者首先论述粉尘爆炸的特点及机理,接着论述“杂混合物”对粉尘爆炸特性的影响：介绍粉尘的爆炸特性,以试验数据描述“杂混合物”对爆炸极限、爆炸压力－强度的影响以及“杂混合物”中可燃气含量及其最低最小点火能量的关系。最后剖析ＬＤＰＥ粉粒在贮     

战斗部近距爆炸舰船舱壁破口尺寸计算方法

利用能量守恒和动量定理,通过计算靶板塑性变形挠度,以极限塑性应变为准则,建立了爆炸冲击波载荷作用下舱壁结构中心区域破口尺寸的计算方法,并开展了近距离空爆模型试验。试验结果表明,本文建立的计算方法具有一定准确性,理论计算结果与本文试验结果相对误差为14.2%,与参考文献试验结果对比误差为10.9%,可对舱壁结构在爆炸冲击波作用下产生的破口尺寸进行快速估算。     

“危险气体”为中国提供清洁能源方案

在过去的几年里,煤层气（CBM）在中国的煤矿中被认为是一种危险的气体,因为它造成了许多矿井的爆炸和人员伤亡。如今,包括中国在内的世界里主要煤矿国中煤层气有成为重要能源的潜势。目前,中国正把煤层气作为一种清洁能源在大量使用,这些煤层气大部分源自于深层煤床和煤矿瓦斯（CMM）,其中有小部分煤层气源自于废弃煤矿。     

爆点位置对空中接触爆炸下加筋板架破坏的影响

为研究爆点位置对导弹接触爆炸下船体板架破坏所造成的影响,通过有限元模拟研究加筋板架在由2种药量和4个爆点位置组合成的8种工况下的破坏过程、破口大小及变形能,对比分析同种药量下爆点位置对加筋板架破坏的影响。结果表明:相同药量的炸药在加筋板架的不同爆点位置接触爆炸时,所产生破口大小间的差异可达20%以上,药量较小时,破口形貌的差别也较大;炸药在肋骨与纵骨交汇处爆炸时,与相同炸药在板格中心爆炸相比,加强筋的变形能可高出2倍左右,加筋板架的变形能则可高出40%以上。     

利用皇竹草生态固化浅表层疏浚土试验研究

利用植物根系兼具吸水和加筋作用的特性,依托某疏浚工程,对利用皇竹草生态固化浅表层疏浚土进行现场试验研究。通过观测试验区内浅表层（0～90 cm深度）疏浚土含水率、承载力、土壤养分含量及重金属含量的变化,分析和评价皇竹草生态固化浅表层疏浚土的效果。研究发现：1）皇竹草种植完成85 d后,种植区土壤承载力由11.8～27.7 kPa增加至54.5～68.3 kPa,而空白对照区仅为33.4 kPa;2）疏浚土中的有机质、碱解氮和速效磷含量分别增加了25.5%～43.9%、6.5%～17.0%、1.5%～9.6%;3）皇竹草对重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni均具有吸附效果,其中对Cd的吸附效果最为明显。结果表明：利用皇竹草生态固化浅表层疏浚土是可行的,它能加速浅表层疏浚土的失水,快速固化浅表层疏浚土,尤其对30～90 cm深度范围效果明显;此外,皇竹草还具有提高土壤养分含量、吸收重金属的改良效果。     

花岗岩机制砂石粉对C80高强高性能混凝土性能的影响及机理研究*

为推动海工机制砂高强高性能混凝土技术的发展,系统研究花岗岩石粉对C80高强高性能混凝土工作性、力学性能、抗氯离子渗透性等性能的影响,分析石粉对混凝土性能的影响机理。研究结果表明：当机制砂石粉含量为4.5%～6.5%时,制备的C80高强高性能混凝土的工作性良好,石粉含量对新拌混凝土的屈服应力、塑性黏度等流变性能的影响不显著;随着石粉含量的增加,高强高性能混凝土力学性能先增加后降低,抗氯离子渗透性、干燥收缩呈现不断增大的趋势,但当石粉含量不超过6.5%时,对混凝土抗氯离子渗透性、干燥收缩影响幅度不明显;机制砂中适量的石粉降低了混凝土浆体孔隙率、优化了孔结构分布,有利于提高混凝土力学性能和耐久性,但石粉含量超过6.5%时,石粉对混凝土砂浆的孔结构、胶凝材料水化进程具有不利影响;C80高强高性能混凝土用机制砂石粉的含量宜控制在4.5%～6.5%。     

多次水下爆炸作用下钢板动态响应数值模拟

[目的]为了提升多次水下爆炸载荷作用下舰船结构的抗爆性能,给出一种模拟多次水下爆炸的数值方法。[方法]通过试验与数值仿真相结合的方法研究多次水下爆炸载荷作用下直径为600 mm、厚为5 mm的背空固支45#钢板的动态响应,得到钢板的塑性变形历程并分析其塑性变形规律。[结果]结果表明:背空固支45#钢板在多次水下爆炸载荷作用下的塑性变形形貌呈类球冠形,变形模式以弯曲变形和双向拉伸变形为主。药量与爆距一定时,钢板中心挠度增量随着水下爆炸加载次数的增加而逐渐减小,且第二次爆炸加载后挠度增量为首次爆炸加载后挠度的1/3。总药量不变时,与多次均匀水下爆炸加载结果相比,单次水下爆炸加载后钢板的挠度与厚度减薄率均偏大,中心挠度最大相差20.25%。[结论]试验与仿真结果具有较好的一致性,研究结果可为舰船防护设计提供参考。     

水下爆炸载荷特性数值计算方法

为了更好地研究水下爆炸冲击载荷,通过数值模拟的方式模拟水下爆炸过程中产生的爆炸冲击波和气泡脉动2种原生载荷。运用有限元软件AUTODYN建立一维炸药-水域模型模拟炸药爆炸产生的爆炸载荷,通过对比经验公式对有限元模型可靠性进行验证,计算结果与经验公式误差不超过15%。同时研究了爆距、炸药当量和水深等变量对水下爆炸冲击波以及气泡脉动的影响。     

海底管道原油油气燃烧爆炸实验与数值仿真模拟

为了了解海底管道的燃烧爆炸的原理,搭建了海底原油管道模型系统,并且在海底原油管道模型中做了原油燃烧爆炸实验。通过数据采集系统,得出原油油气浓度是决定海底管道是否发生燃烧爆炸的因素;在原油浓度2%~3%的区间出现最大压力,最大压力能达到1.076MPa。在运用FLUENT软件模拟海底原油管道燃烧爆炸,得出的模拟数据和实验数据相吻合。     

瓦斯隧道通风技术研究

本文结合实际工程的施工,通过对瓦斯隧道施工中瓦斯涌出量、通风风量计算和通风设备的选定、瓦斯检测和监控体系、电气设备的选用和管理等方面的分析,进一步明确了瓦斯隧道施工中通风技术重要性,为同行业在瓦斯隧道施工中提供了一定的借鉴作用.     

吹填粉细砂动强度影响因素试验研究

针对汕头东部经济带吹填粉细砂,通过动三轴试验,研究粉粒含量、黏粒含量、初始相对密实度、固结应力、固结应力比对吹填粉细砂动强度的影响规律。试验结果表明,吹填粉细砂动强度随粉粒含量增加而降低,破坏振次相同时,粉粒含量为18%时的动强度为粉粒含量为0时的1/2。动强度在粉粒含量为6%～9%时降低幅度出现突变,相同破坏振次下,降低幅度约为22%。吹填粉细砂抗液化强度并不是随着黏粒含量的增加而单调增加的,临界黏粒含量值为12%。初始相对密实度对吹填粉细砂动强度影响较小。固结应力小于200 kPa时,吹填粉细砂动强度随固结应力的增加而增加;大于200 kPa时,试样已接近最小孔隙比,增加固结应力已不能增大试样密实度,动强度不再增加。当固结比小于2时,吹填粉细砂动强度随固结应力比的增加而增加。     

环肋圆柱壳在水下爆炸冲击下的响应

针对水下非接触爆炸问题过程复杂、计算速度慢的问题,本文以一环肋圆柱壳为例,基于以内嵌的水下爆炸载荷计算方法和声-结构耦合方法为关键技术的水下爆炸分析法(AUA),对其水下爆炸冲击下的响应进行了分析。结果发现,壳板厚度对圆柱壳的水下非接触爆炸响应有较为显著的影响,随着壳板厚度的增加,环肋圆柱壳最大位移减小的幅度逐渐变小。在爆炸初期爆距对环肋圆柱壳冲击响应的影响不大,随时间的推移这种影响逐渐增大,环肋圆柱壳各测点变形随爆距的增大线性减小;当肋骨间距大于0.25倍环肋圆柱壳长时,环肋圆柱壳最大变形量可减小90%;继续减小肋骨间距,环肋圆柱壳最大变形减少量并不明显,说明肋骨对其附近测点和中间的板壳起到了显著的加强作用,肋骨间距为0.25倍环肋圆柱壳长时为最经济的肋骨布置方式。     

水下冲击波作用下结构损伤的数值预报误差分析

准确模拟结构在水下爆炸冲击波作用下的损伤是水下爆炸数值仿真中的难点,有必要研究数值预报误差及其产生的原因。采用ABAQUS提供的声固耦合方法,研究方板模型水下爆炸数值计算的误差。将几何模型划分为3个不同的有限元模型,分析了网格大小对计算结果的影响,以及声固耦合方法的计算误差。通过方板模型仿真、实验室水池试验和方板实船水下爆炸实验结果的比对分析表明：数值计算结果与实验值间的误差约在30%以内。总波和散波两种流固耦合计算方法的误差及其产生原因分析表明总波计算公式存在夸大空化对结构影响的可能。     

爆破型鱼雷与目标交会条件研究

为深入开展爆破型鱼雷战斗部毁伤效能研究和水面舰船结构防护设计,研究爆破型鱼雷的2种攻击模式,以及在不同模式下的雷目交汇条件。结果表明:在舷侧接触爆炸模式下,雷目交汇条件主要考虑爆炸部位(船首、船中、船尾);老式直航鱼雷攻击水面舰艇时,接触爆炸在船首、船中、船尾部位呈均匀分布;现代智能鱼雷爆炸部位应以目标舰船中后部居多;在船底近距离非接触爆炸模式下,雷目交汇条件则主要考虑爆炸部位、爆炸深度和攻击角度。     

高坡缕石含量灰岩回填料工程适宜性

室内试验表明,多哈新港码头灰岩回填料存在较高含量的坡缕石矿物,具有一定的膨胀性和分散性,且不能同时满足细粒含量小于15%、液限和塑性指数分别低于65%和35的设计要求,在技术规格书中属于不合格回填料。为合理利用这部分港池开挖料、减少弃土含量,重新提出回填料碾压处理后孔隙率应小于10%、且浸水饱和后体积变化量不应超过回填厚度1%的要求。通过对回填料试样进行颗分和液塑限试验、土的颗粒密度试验、室内击实试验、X射线衍射试验、膨胀率室内试验,建立了高坡缕石灰岩回填料膨胀性与细粒含量关系式,得出细粒含量小于45%的回填料能够满足工程使用的结论,并由室外大型浸水模型试验进行验证。但当细颗粒含量在20%～40%回填料使用时,还应考虑黏土矿物分散性影响。     

近场爆炸载荷作用下某大型舰船结构剩余强度分析

近场水下爆炸载荷作用下舰船结构的毁伤效应及剩余强度问题一直是业内研究的重点内容之一。首先,对典型舰船设置近场水下爆炸工况,并结合通用FEM软件对近场爆炸载荷下的结构响应进行模拟。然后,根据近场爆炸产生的破口和塑性变形,对典型剖面剖面模数的损失进行分析,发现由近场爆炸引起的毁伤会导致剖面出现8%~10%的剖面模数的损失。最后,对破损舰船浮力重新分布后的波浪弯矩和静水弯矩进行计算,并结合军规对舰船在近场水下爆炸载荷作用后破损情况下的剩余强度进行分析。结果显示,在鱼雷的攻击下,该型舰船依然满足剩余强度要求。